操作系统第一章知识点

1.1操作系统的目标和作用

1.主要目标：

方便性，有效性，可扩充性，和开放性

2.主要作用

1.作为用户和计算机用剑相同的接口

2.作为计算机系统资源的管理者

3.实现了对计算机资源的抽象
os是铺设在计算机硬件上的多次软件的集合

1.2计算机系统的发展过程

1.2.1未配置os的计算机系统

1.人工操作方式

由程序员将实现穿孔的纸带，装入纸带输入机，在启动它们将纸带上的程序和数据输入计算机，任何启动计算机运行。今当程序运行完毕并取走计算结果后，才允许下一个用户上机

2.脱机输入\输出

事先将装有用户程序和数据的纸带装入纸带输入机，在一台外围机得控制下，把纸带上的数据输入到磁盘上。当cpu需要这些程序和数据时，再从磁带上高速地调入内存。
它们是在脱离主机的情况下进行的，故称脱机输入\输出，反之，成为联机输入\输出

1.2.2单道批处理系统

在内存中只保持一道作业，但可以批处理
需要先把一批作业以脱机的方式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序，在他的控制下，使这批作业能一个一个的连续处理

1.2.3多道批处理系统

在该系统中，用户所提交的作业先存放在外存中，并排成一个队列，称为后备队列。然后与作业调度按一定的算法，从后备队列选择若干作业调入内存，是他们共享cpu和系统中的各种资源
当作业进行I/O操作时，cpu空挡时间调用另一个程序，使多道程序交替地运行

1.2.4分时系统

是指 在一台主机上链接了多个配有显示器和键盘的终端并由此所组成的系统，该系统允许多个用户同时通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源
为了满足：人—机交互 和 共享内存
关键实现和问题

1.及时接收

在系统中配置多路卡即可及时接收多个用户输入的信息
多路卡的作用： 实现分时复用
即主机以很快速度周期性的扫描各个终端，在每个字段停留很短时间如30ms，用于接收从终端发来的信息
还需要为每个终端配置一个缓冲区，来暂存用户键入的命令，使数据被依次逐条的进行处理

2.及时接收

人—机交互的关键在于 及时的处理用户的命令，使用户能对自己的作业及其运行及时地实施控制
实现方式：
1.作业直接进入内存
2.采用轮转运行的方式：系统规定每个作业每次只能运行一个时间片，然后暂停改作业运行，并立即调度下一个作业

3.系统特点

1.多路性 2.独立性 3.及时性 4.交互性

1.2.5 实时系统

“实时”是“及时”而"实时计算"，将时间作为参数，系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致运行
类型
1.工业控制系统
2.信息查询系统
。。。

1.2.6微机操作系统

1.单用户操作系统

只允许一个用户上机，且只允许用户程序作为一个任务运行

2.单用户多任务操作系统

只允许一个用户上机， 但允许用户把程序分为若干个任务，使他们并发执行

3.多用户多任务操作系统

允许多个用户通过各自的终端。使用一台机器共享资源，而每个用户又可进一步分为几个任务

1.3os的基本特性

1.3.1 并发

1.并发和并行

并发：是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生 宏观上
并行： 是指两个或多个事件在同一时刻发生 微观上

2.进程

是指在系统中只能独立运行并作为资源分配的基本单位，他是有一组机器指令，数据和堆栈等组成的
进程间可并发执行，交换信息

1.3.2共享

os环境下的资源共享或资源复用，是指系统的资源可供内存中的多个并发执行的进程共同使用
实现方式
1.互斥共享方式
2.同时访问方式

1.3.3虚拟

“虚拟”技术是指：通过空分复用或时分复用技术，将一条物理信道变为若干条逻辑信道，使原来只能提供一个用户的物理信道，变为多个用户同时通话的逻辑信道

时分复用技术

利用某设备为用户服务的空闲时间，又转去为他人服务，使设备得到最充分的利用

空分复用技术

利用存储器空闲时间分区域存放和运行其他程序

异步

进程所以人们不可预知的速度向前推进的
但os中有完善的进程同步机制

1.4操作系统的功能

1.处理及管理机制

进程间控制
进程同步
进程通信
调度

2.存储器管理机制

内存分配/保护
地址映射
内存扩充

3.设备管理功能

缓存管理
设备分配
设备管理

4.文件管理功能

文件存储空间管理
目录管理
文件的读/写管理和保护

5.接口

用户接口
程序接口

1.5os结构设计

1.5.1传统操作系统

1.无结构操作系统
2.模块化系统os
3.分层式结构os

1.5.2 客户/服务器模式

1.组成

1.客户机：在一个lan网络上连接有多个网络工作站（简称客户机）
2.服务器：尝试一台较大的机器，在其上驻留有网络文件系统或数据库，能为网上所有由用户提供服务
3.网络系统： 用于连接所有客户机和服务器，实现它们之间通信和网络资源共享

2.一次完整交互

1.客户发送请求信息
2.服务器接收消息
3.服务器回送消息
4.客户机接收消息

3.面向对象的程序设计

概念

是基于“抽象”和“隐蔽”原则来控制大型软件复杂度的
对象： 指在现实世界中具有相同属性，服从相同规则的一系列事物的抽象
实例：对象的具体事务
对象类：定义一组大体相似的对象
继承： 根据已有定义类来定义一个新的类，它可以从多个类获得继承

微内核os结构

1.基本概念

该os结构
1.足够小的内核，只将os最基本部分放入
2.基于客户\服务器模式，其他部分放入服务器
3.应用“机制与策略分离”原理
4.采用面向对象技术

机制：实现某一功能的具体执行机构
策略：在机制的基础上借助参数和算法来实现功能的优化

2.优点

1.提高了系统的可靠性
2提高了系统的.可移植性
3.提高了系统的可扩展性
4.面向对象的程序设计
5.提供了对分布式系统的支持