1.1操作系统的基本概念

操作系统的基本概念  

  操作系统是指控制和管理整个计算机系统的硬件与软件资源，合理地组织、调度计算机的工作与资源分配，进而未用户和其他软件提供方便接口与环境的程序集和，是计算机系统中最基本的系统软件。

操作系统的特征

并发和共享式操作系统两个最基本的特征，二者互为存在条件。

资源共享以并发为条件，若系统不允许程序并发执行，则自然不存在资源共享问题。

若系统不能对资源共享有效管理，则必然影响道程序的并发执行。

  1.并发

  并发是指多个事件在同一时间间隔内发生。

  操作系统的并发性是指计算机系统中同时存在多个运行的程序，它具有处理和调度多个程序同时执行的能力。宏观上，多道程序同时运行，微观上，一个处理器每个时刻仅能执行一道程序，这些程序仍是分时交替执行的，操作系统的并发性也是以来分时得以完成的。

  并行则是指同一时刻能完成两种及以上工作，需要硬件支持，如多流水线和多处理器硬件环境。

  2.共享

  是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。

（1）互斥式共享：一段时间内只允许一个进程访问该资源，以免造成混淆，如打印机。这种共享方式是互斥式共享，此种资源称为临界资源或独占资源。大多数物理设备及软件中使用的变量和栈都属于独占资源。

（2）同时访问方式：一段时间内允许多个进程同时访问（宏观上的同时），微观上，很可能是交替对该资源进行分时分享，如磁盘设备。

  3.虚拟

虚拟是指把物理上的实体（实）变为若干逻辑上的对应物（虚）。

用于实现虚拟的技术是虚拟技术。

操作系统的虚拟技术分为：时分复用技术，如处理器的分时共享；空分复用技术，如虚拟存储器。

虚拟处理器技术是采用多道程序设计技术，采用让多道程序并发执行的方法，来分时使用一个处理器的，虽然只有一个处理器，但让每个终端用户都感觉到有一个中央处理器在专门为它服务，即把一个物理上的CPU虚拟为多个逻辑上的CPU。

我们把用户感觉到，但实际不存在的存储器称为虚拟存储器。

  4.异步

多道程序环境允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行并不是一贯到底的，而是走走停停的，它以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。

异步导致操作系统运行在一种随机的环境下，可能导致进程产生与事件相关的错误，只要运行环境相同，操作系统就必须保证多次运行进程后都能获得相同结果。

操作系统的目标和功能

1.操作系统作为计算机系统资源的管理者

（1）处理器管理：在多道程序环境下，处理机的分配和运行都以进程为基本单位，因此，对处理机的管理可归结为对进程的管理。进程何时创建、撤销，如何管理，如何避免冲突，合理共享就说进程管理的主要任务，而主要功能包括进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度等。

（2）存储器管理：为了给多道程序的运行提供良好环境，方便用户使用及提高内存的利用率，主要包括内存分配与回收、地址映射、内存保护与共享和内存扩充等功能。

（3）文件管理：包括文件存储空间的管理、目录管理及文件读写管理和保护等。

（4）设备管理：主要任务是完成用户的I/O请求，方便用户使用各种设备，并提高设备的利用率，主要包括缓冲管理、设备分配设备处理和虚拟设备等功能。

2.操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口

（1）命令接口：用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行。

使用命令接口进行作业控制主要有两种方式：联机控制方式和脱机控制方式。

按照作业控制方式的不同，将命令接口分为：联机命令接口和脱机命令接口。

联机命令接口：又名交互式命令接口，适用于分时或实时系统的接口。用户通过控制台或终端输入命令，控制权转交给操作系统的命令解释程序，命令解释程序解释并执行输入的命令，完成指定功能后，控制权转回控制台，用户又可输入下一条命令。

脱机命令接口：又名批处理命令接口，适用于批处理系统，由一组作业控制命令组成，脱机用户不能直接干预作业的运行，而是使用作业控制命令，写出一份作业操作说明书，连同作业一起提交给系统。系统调度到该作业时，系统中的命令解释程序逐条解释并执行作业说明书中的命令，从而间接控制作业的运行。

（2）程序接口：编程人员可以使用它们来请求操作系统服务。

由一组系统调用（广义指令）组成。 图形接口所调用的系统调用命令是操作系统的一部分。

3.操作系统用作扩容机器

通常把覆盖了软件（如操作系统）的机器称为扩充机器或虚拟机。

错题知识点

1.系统调用是操作系统为应用程序使用内核功能所提供的接口

2.系统中的缓存全部由操作系统管理，对用户是透明的，操作系统不提供管理系统缓存的系统调用。

3.广义指令就是系统调用命令，命令解释器属于命令接口，shell是命令解析器。

4.引入多道程序设计后，程序的执行就失去了封闭性和顺序性。程序执行因为共享资源及相互协同的原因产生了竞争，相互制约。考虑到竞争的公平性，程序的执行是断续的。顺序性是单道程序设计的基本特征。

5.系统开机后，操作系统的程序会被自动加载道内存中的系统区，即RAM。

最后

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