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news 2025/11/6 11:11:44

抚顺网站建设推荐,快速建站系统,上海网站建设网页制作,网站上传源码操作系统是管理硬件和软件的一种应用程序。操作系统是运行在计算机上最重要的一种软件#xff0c;它管理计算机的资源和进程以及所有的硬件和软件。它为计算机硬件和软件提供了一种中间层#xff0c;使应用软件和硬件进行分离#xff0c;让我们无需关注硬件的实现#xff0…操作系统是管理硬件和软件的一种应用程序。操作系统是运行在计算机上最重要的一种软件它管理计算机的资源和进程以及所有的硬件和软件。它为计算机硬件和软件提供了一种中间层使应用软件和硬件进行分离让我们无需关注硬件的实现把关注点更多放在软件应用上。操作系统引论1 操作系统的目标和作用1.1 目标①方便性——便于理解计算机通过接口方便地使用②有效性——提高系统资源利用率提高系统吞吐量③开放性——OS应提供统一的开放环境以实现应用的可移植性和互操作性不同的设备能通过网络加以集成并能正确、有效地协同工作。④可扩充性——OS应方便修改、增加新模块或功能以适应计算机硬件、体系结构以及应用发展的要求。1.2 作用①提供用户与计算机硬件系统之间的接口1命令方式指由OS提供了一组联机命令 (语言) 用户可通过键盘输入有关命令来直接操纵计算机系统。2系统调用方式OS提供了一组系统调用用户可在自己的应用程序中通过相应的系统调用来操纵计算机。3图标–窗口方式用户通过屏幕上的窗口和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。4其他方式②计算机系统资源的管理者在一个计算机系统中硬件和软件资源归纳起来可分为四类处理器、存储器、 I/O设备以及文件(数据和程序)。相应地OS的主要功能也正是针对这四类资源进行有效的管理。②实现了对计算机资源的抽象一台完全无软件的计算机系统(即裸机)即使其功能再强也必定是难于使用的。比如打印只要点击打印即可不用管打印的资源管理。2 操作系统发展过程2.1 单道批处理系统批处理是指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预由操作系统控制它们自动运行。单道批处理系统在内存中只保持一道作业的批处理系统。特征:(1) 自动性 (2) 顺序性 (3) 单道性缺点: 系统资源利用不充分。这是因为在内存中仅有一道程序每逢该程序在运行中发出I/O请求后CPU便处于等待状态必须在其I/O完成后才能继续运行。又因I/O设备的低俗性更使CPU的利用率显著降低。2.2 多道批处理系统多道程序设计多个作业存放在主存中使它们同时处于运行状态这些作业共享处理机时间和外围设备等资源。好处: 提高CPU的利用率可提高内存和I/O设备利用率增加系统吞吐量。缺点周转时间变长无交互能力(比如有一个在打印另一个打印只能等待。2.3 分时系统在操作系统中加入了分时技术即将处理机的运行时间分为时间片将时间片轮流分配给各联机作业使用。用户的需求表现人机交互批处理系统做不到。共享主机。便于用户上机。特征1.多路性 2.独立性 3.及时性 4.交互性2.4 实时系统所谓“实时”是表示“及时”而实时系统(RealTime System)是指系统能及时(或即时)响应外部事件的请求在规定的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地运行。3 操作系统基本特性3.1 并发并行是指这一个时刻上面有着多个事件在执行是一个瞬间的状态。并发是指在某一段时间间隔以内有着多个事件同时进行。3.2 共享3.3 虚拟是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体(前者)是实的即实际存在的而后者是虚的是用户感觉上的东西。相应地用于实现虚拟的技术称为虚拟技术。在OS中利用了多种虚拟技术分别用来实现虚拟处理机、虚拟内存、虚拟外部设备和虚拟信道等。3.4 异步由于资源等因素的限制使进程的执行通常都不是“一气呵成” 而是以“停停走走”的方式运行。内存中的每个进程在何时能获得处理机运行何时又因提出某种资源请求而暂停以及进程以怎样的速度向前推进每道程序总共需多少时间才能完成等等都是不可预知的。由于各用户程序性能的不同比如有的侧重于计算而较少需要 I/O而又有的程序其计算少而I/O多这样很可能是先进入内存的作业后完成而后进入内存的作业先完成。或者说进程是以人们不可预知的速度向前推进此即进程的异步性。四大特征之间的联系并发在操作系统诞生之初就被设计了用来解决单核CPU运行多个进程。共享与并发互为存在意义没有并发虚拟就没有意义。没有并发就无法产生异步4 操作系统运行环境特权指令是指计算机中不允许用户直接使用的指令如 I/O指令、置中断指令存取用于内存保护的寄存器、送程序状态字到程序状态字寄存器等的指令。非特权指令“管理程序”(即用户自编程序出于安全考虑不能执行的指令。应用程序只能使用“非特权指令”如加法指令、减法指令等。CPU 有两种状态“内核态”和“用户态”处于内核态时说明此时正在运行的是内核程序此时可以执行特权指令处于用户态时说明此时正在运行的是应用程序此时只能执行非特权指内核态、用户态的切换内核态→用户态执行一条特权指令——修改 PSW 的标志位为“用户态”这个动作意味着操作系统将主动让出CPU使用权用户态→内核态由“中断”引发硬件自动完成变态过程触发中断信号意味着操作系统将强行夺回CPU的使用权。内核程序和应用程序。前者是后者的管理者因此“管理程序”(即内核程序要执行一些特权指令而“被管理程序”(即用户自编程序出于安全考虑不能执行这些指令。5 操作系统的主要功能处理器管理进程管理主要控制和管理CPU的工作。处理器管理最基本的功能是处理中断事件。处理器只能发现中断事件并产生中断而不能进行处理。配置了操作系统后就可对各种事件进行处理。处理器管理的另一功能是处理器调度。处理器可能是一个也可能是多个不同类型的操作系统将针对不同情况采取不同的调度策略。也叫进程管理。存储管理主要进行内存的分配和管理存储器管理主要是指针对内存储器的管理。主要任务是分配内存空间保证各作业占用的存储空间不发生矛盾并使各作业在自己所属存储区中不互相干扰。设备管理主要管理基本的输入输出设备设备管理是指负责管理各类外围设备简称外设包括分配、启动和故障处理等。主要任务是当用户使用外部设备时必须提出要求待操作系统进行统一分配后方可使用。当用户的程序运行到要使用某外设时由操作系统负责驱动外设。操作系统还具有处理外设中断请求的能力文件管理负责对计算机文件的组织、存储、操作和保护等。文件管理是指操作系统对信息资源的管理。在操作系统中将负责存取的管理信息的部分称为文件系统。文件是在逻辑上具有完整意义的一组相关信息的有序集合每个文件都有一个文件名。文件管理支持文件的存储、检索和修改等操作以及文件的保护功能。操作系统一般都提供功能较强的文件系统有的还提供数据库系统来实现信息的管理工作。作业管理是指对计算机所进行的操作进行管理作业是指独立的、要求计算机完成的一个任务。操作系统的作业管理功能包括两点尸是在多道程序运行IC现货商时使得备用户合理地共享计算机系统资源22是提供给操作人员一套控制命令用来控制程序的运行6 操作系统的结构典型的大内核/宏内核/单内核操作系统 Linux、UNIX典型的微内核操作系统 Windows NT7 系统调用参考资料操作系统王道考研复习——第一章计算机系统概述-CSDN博客讨论问题操作系统的目标方便性和高效性是否一致方便性便于理解计算机通过接口方便地使用有效性提高系统资源利用率提高系统吞吐量多道程序设计技术和分时技术的联系和区别并发和并行的区别是什么相同点并发和并行的目标都是最大化CPU的使用率将cpu的性能充分压榨出来。不同点 1并行在多处理器系统中存在而并发可以在单处理器和多处理器系统中都存在 2并行要求程序能够同时执行多个操作而并发只是要求程序“看着像是”同时执行多个操作其实是交替执行。哪些指令是特权指令特权指令有以下几种 1允许和禁止中断控制中断禁止屏蔽位 2在进程间切换处理 3存取用于主存保护的寄存器 4执行I/O操作 5停止一个中央处理器的工作 6清理内存 7设置时钟 8建立存储键 9加载PSW5、请讨论操作系统各个功能中最为重要的功能是什么处理器管理进程管理主要控制和管理CPU的工作。处理器管理最基本的功能是处理中断事件。处理器只能发现中断事件并产生中断而不能进行处理。配置了操作系统后就可对各种事件进行处理。处理器管理的另一功能是处理器调度。处理器可能是一个也可能是多个不同类型的操作系统将针对不同情况采取不同的调度策略。也叫进程管理。OS的作用主要表现在哪几个方面有效性方便性可扩展性开放性什么是微内核OS它具有哪些优点微内核操作系统即实现了一个可在其上构建通用 OS 的基础内核该内核程序运行在核心态开机常驻内存。当前微内核操作系统结构仍没有一致公认的定义但可从以下4方面进行描述足够小的内核微内核并非一个完整的OS。与硬件紧密相关实现较基本功能复杂客户和服务器通信应用机制与策略分离原理机制用于实现某一功能的具体执行机构位于基层策略借助某些参数和算法实现功能优化或达到不同功能目标位于高层采用面向对象技术基于 C/S 模式微内核包含的基本功能有进程管理、低级存储管理、中断和陷入处理等调度算法、虚拟内存的页面置换算法等都放入外部服务器中实现优点1) 灵活性高易扩展2) 可靠性强3) 可移植强4) 提供了对分布式系统的支持5 便于维护
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