操作系统知识总结

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第一章操作系统引论

1、操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合，它们能够以尽量有效，合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能灵活，便利，有效地使用计算机，使计算机系统高效运行。

2、操作系统使配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩展。其主要作用是管理好这些设备，提高它们的利用率和系统的吞吐量，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，便于用户使用。3、操作系统的目标：

?便利性：越来越受重视裸机?有效性：推动OS发展的最主要的动力?可扩展性：能适应硬件体系结构等的变化OS?开放性：同意的开发环境，便于集成，协同工作。4、操作系统的作用：支撑软件，系统软件?OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口?OS作为计算机系统资源的管理者终端用户，应用软件

归纳起来可以将资源分为四类：处理机，存储器，IO设备，文件（数据和文件）?OS实现了对计算机资源的抽象（OS用作扩展器）虚拟：虚拟机（裸机装上OS），虚拟存储，虚拟设备?为用户提供界面或接口?启动，终止程序

?用户程序对操作系统的调度?对常用基本操作提供现成程序?解决效率和安全问题

共性：与硬件相关，与应用无关5、推动操作系统发展的主要动力?不断提高计算机资源利用率?便利用户

?器件的不断更新换代

?计算机体系结构的不断发展?不断提出新的应用需求6、操作系统的发展过程

?未配置操作系统的计算机系统：人工操作方式、脱机输入输出方式脱机：不占用CPU脱机IO分为三个流程

脱机的优点：减少了CPU的空闲时间、提高了IO速度?单道批处理系统（监控程序）缺点：系统中的资源得不到充分的利用

?多道批处理系统

概念：从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。优缺点：资源利用率高、系统吞吐量大、平均周期时间长、无交互能力、

需要解决的问题：处理机争用问题，内存分派和保护问题、IO设备分派问题、文件的组织和管理问题、作业管理问题、用户与系统的接口问题。?分时系统?实时系统

?微机操作系统的发展

其次章进程的描述与控制

1、前趋图：是指一个有向无循环图，可记为DAG，它用于描述进程之间执行的先后顺序。图中的每个结点可用来表示一个进程或程序段，乃至一条语句，结点间的有向边则表示两个结点之间存在的偏序或前趋关系。

2、初始结点：没有前趋的结点。终止结点：没有后继的结点

3、结点的重量：用于表示该结点所含有的程序量或程序的执行时间。4、前趋图中是不允许有循环的，否则必然会产生不可能实现的前趋关系。5、程序顺序执行时的特征：

①顺序性：指处理机严格地依照程序所规定的顺序执行，即每一个操作必需在下一个操作开始之前终止。

②封闭性：指程序在封闭的环境下运行，即程序运行时独占全机资源，资源的状态（除初始状态外）只有本程序才能改变它，程序一旦开始执行，其执行结果不受外界因素影响。

③可再现性：指只要程序执行时的环境和初始条件一致，当程序重复执行时，不管它是从头到尾不停顿地执行，还是“停停走走〞地执行，都可获得一致的结果。（这些特征为程序员检测和校正程序的错误带来了很大的便利，但是资源利用率低）

6、只有在不存在前趋关系的程序之间才有可能并发执行，否则无法并行执行。7、程序并发执行时的特征：

①休止性：程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使在这些并发执行的程序之间形成了相互制约的关系。相互制约将导致并发程序具有执行-暂停-执行这种休止性的活动规律

②失去封闭性：当系统中存在着多个可以并发执行的程序时，系统中的各种资源将为它们所共享，而这些资源的状态也由这些程序来改变，致使其中任一程序在运行时，其环境都必然会受到其他程序的影响。

③不可再现性：程序在并发执行时，由于失去了封闭性，也将导致其又失去可再现性。程序在并发执行时，由于失去了封闭性，其计算结果必将与并发程序的执行速度有关，从而使程序的执行失去了可再现性。也即，程序经过屡屡执行后，虽然它们执行时的环境和初始条件一致，但得到的结果却各不一致。

8、为了能使程序并发执行，并且可以对并发执行的程序加以控制和描述，人们引入了进程的概念。

9、系统利用进程控制块来描述进程的基本状况和活动过程，进而控制和管理进程。10、程序段，相关的数据段和进程控制块构成了进程实体。（又称进程映像）

11、创立进程即创立进程实体中的进程控制块，撤销进程即撤销进程的进程控制块。12、进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分派和调度的一个独立单位。13、进程的特征：

①动态性：进程的实质是进程实体的执行过程，因此，动态性是进程的最基本的特征。

进程实体有一定的生命期，而程序则只是一组有序指令的集合，并存放于某种介质上，其本身并不具有活动的含义，因而是静态的。

②并发性：是指多个进程实体同存于内存中，且能在一段时间内同时运行。

③独立性：进程实体是一个能独立运行，独立获得资源和独立接受调度的基本单位，凡未建立进程控制块的程序都不能作为一个独立的单位参与运行。

④异步性：是指进程是按异步方式运行的，即按各自独立的，不可预知的速度向前推进。

14、进程的三种基本状态：

①就绪状态：指进程已处于准备好运行的状态，即进程已分派到除CPU以外的所有必要资源后，只要再获得CPU，便可马上执行。假使系统中有大量处于就绪状态的进程，寻常它们依照一定的策略排成一个队列，该队列称为就绪队列。

②执行状态：是指进程已获得CPU，其程序正在执行的状态。③阻塞状态：指正在执行的进程由于发生某事件暂时无法继续执行时的状态，亦即进程的执行收到阻塞。

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