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第一節(jié):操作系統(tǒng)的概念
帶著以下問題閱讀
1衣撬、操作系統(tǒng)的特征是什么乖订?
2、操作系統(tǒng)的功能具练?
3乍构、操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)?
4扛点、unix系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)和Android的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是哥遮?
5、操作系統(tǒng)的分類陵究?
6眠饮、分時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)是?
7铜邮、操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)仪召?
1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的定義:
一種可以按用戶的要求接收和存儲(chǔ)信息自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理松蒜,并輸出結(jié)果信息的系統(tǒng)扔茅。
2、分類:
廣義:機(jī)械式系統(tǒng)和電子式系統(tǒng)牍鞠。
電子式系統(tǒng)又分為模擬式和數(shù)字式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
3评姨、組成:
硬件(子)系統(tǒng)和軟件(子)系統(tǒng)
4难述、 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源包括:
硬件資源萤晴,軟件資源
定義解析:
1、組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件資源和軟件資源胁后。
在操作系統(tǒng)中涉及的各種表格或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)店读,將所有的軟硬件資源都加以登記。 比如PCB攀芯、系統(tǒng)設(shè)備表等屯断。
2、有效侣诺。
指操作系統(tǒng)在管理計(jì)算機(jī)資源是要考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的效率和資源的利用率殖演,要盡可能地提高中央處理器的利用率,讓它盡可能少的空轉(zhuǎn)年鸳、應(yīng)該在保證訪問效能的前提下趴久,盡可能有效地利用其它資源,比如減少內(nèi)存硬盤空間的浪費(fèi)等搔确。
3彼棍、合理。
操作系統(tǒng)要公平對(duì)待不同的用戶程序膳算,保證系統(tǒng)不發(fā)生死鎖和饑餓的現(xiàn)象座硕。
4、方便
操作系統(tǒng)的人機(jī)界面要考慮到用戶使用界面和程序接口兩個(gè)方面的應(yīng)用性易學(xué)性和易維護(hù)性涕蜂。
用戶使用接口:命令华匾、圖形界面。
程序接口:程序員能夠使用操作系統(tǒng)提供的服務(wù)宇葱。
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操作系統(tǒng)的特征
1瘦真、并發(fā)性
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,同時(shí)存在若干個(gè)運(yùn)行的程序從宏觀上看黍瞧,這些程序是同時(shí)向前推進(jìn)诸尽。
2、共享性
操作系統(tǒng)需要與多個(gè)用戶程序共用系統(tǒng)中的各種資源印颤,比如CPU您机、內(nèi)存、外部設(shè)備等年局。
3际看、隨機(jī)性
操作系統(tǒng)不能對(duì)運(yùn)行的程序其行為以及硬件設(shè)備的情況作出任何事先的假定。
(操作系統(tǒng)不能預(yù)知程序在什么時(shí)候運(yùn)行矢否,某些時(shí)候因?yàn)槟承┰驎和5鹊戎倜觯际遣豢深A(yù)知的。)
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研究操作系統(tǒng)的觀點(diǎn)僵朗,
1赖欣、軟件的觀點(diǎn):
操作系統(tǒng)是一種大型系統(tǒng)軟件屑彻。它是多功能的集合,有外在特性和內(nèi)在特性顶吮。
外在特性指的是接口社牲,內(nèi)在特性指的是與硬件交互。
2悴了、進(jìn)程的觀點(diǎn):
把操作系統(tǒng)看作有多個(gè)可以同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行的程序和一個(gè)對(duì)這些程序進(jìn)行協(xié)調(diào)的核心搏恤。
側(cè)重于分析系統(tǒng)各部分的并行工作,研究處理各項(xiàng)管理任務(wù)的分割湃交,以及這些管理任務(wù)相互之間的關(guān)系熟空,比如競(jìng)爭(zhēng)資源、進(jìn)程通信等巡揍。
3痛阻、 虛機(jī)器的觀點(diǎn)。
在操作系統(tǒng)的支持下腮敌,用戶不需要使用硬件機(jī)器(裸機(jī))阱当,而是通過(guò)操作系統(tǒng)提供的各種手段來(lái)控制和使用計(jì)算機(jī)。
例如把所有設(shè)備和文件的操作抽象為統(tǒng)一的打開關(guān)閉糜工,讀寫等用戶感覺不到底層的操作差異弊添。
把操作系統(tǒng)的全部功能包括系統(tǒng)調(diào)用、命令捌木,作業(yè)控制語(yǔ)言油坝,稱為操作系統(tǒng)虛機(jī)器。
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操作系統(tǒng)的功能
1刨裆、進(jìn)程管理
進(jìn)程管理的實(shí)質(zhì): 對(duì)中央處理器進(jìn)行管理澈圈,或者稱為處理機(jī)管理。
多道程序技術(shù):多個(gè)程序同時(shí)放入內(nèi)存帆啃,如果一個(gè)程序因?yàn)榈却硞€(gè)條件而不能運(yùn)行瞬女,就把處理器專用權(quán)轉(zhuǎn)交給另一個(gè)可運(yùn)行的程序。
進(jìn)程的引入:為了描述多道程序的并發(fā)而引入努潘。
進(jìn)程的簡(jiǎn)單定義:一個(gè)程序的運(yùn)行過(guò)程诽偷。
進(jìn)程管理的內(nèi)容:進(jìn)程控制、進(jìn)程同步疯坤、進(jìn)程間通信报慕、調(diào)度。
2压怠、存儲(chǔ)管理
內(nèi)存的分配與回收眠冈。
存儲(chǔ)保護(hù)。
內(nèi)存擴(kuò)充菌瘫。
3蜗顽、文件管理
(1)任務(wù):
有效地支持文件的存儲(chǔ)玄柠,檢索和修改等操作。解決文件的共享诫舅,保密和保護(hù)問題,以便用戶方便安全的訪問文件宫患。
(2)功能
文件存儲(chǔ)空間的管理刊懈。
目錄管理。
文件系統(tǒng)的安全性娃闲。
4虚汛、設(shè)備管理
(1)設(shè)備管理的含義:
指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,除了處理器和內(nèi)存以外的所有輸入輸出設(shè)備的管理皇帮。
(2)功能:
負(fù)責(zé)外部設(shè)備的分配卷哩、啟動(dòng)和故障處理。
(3)采用的技術(shù)
中斷技術(shù)属拾、通道技術(shù)将谊、虛擬設(shè)備技術(shù)、緩沖技術(shù)渐白,盡可能地發(fā)揮設(shè)備和主機(jī)的并行能力尊浓。
5、用戶接口
從用戶觀點(diǎn)看操作系統(tǒng)是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口纯衍。
任務(wù):為用戶提供一個(gè)使用系統(tǒng)的良好環(huán)境栋齿,使用戶能夠有效地組織自己的工作流程,并使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行襟诸。
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第二節(jié):操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
1瓦堵、內(nèi)核
功能: 線程調(diào)度、陷入處理和異常處理歌亲、中斷處理和調(diào)度菇用、多處理器同步供執(zhí)行體使用的基本內(nèi)核對(duì)象。
2应结、硬件抽象層HAL
系統(tǒng)可移植性的關(guān)鍵部分刨疼,為運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)的硬件平臺(tái)低級(jí)接口,隱藏了各種與硬件有關(guān)的細(xì)節(jié)鹅龄,如I/O接口等專用的和依賴于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的函數(shù)揩慕。
3、執(zhí)行體
4扮休、系統(tǒng)進(jìn)程和系統(tǒng)線程
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UNIX操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
1迎卤、內(nèi)核層
是操作系統(tǒng)管理和控制中心,常駐內(nèi)存玷坠。有兩種接口:內(nèi)核與硬件的接口和內(nèi)核與shell的接口蜗搔。
內(nèi)核本身分為兩部分劲藐,進(jìn)程控制子系統(tǒng)和文件系統(tǒng)。
2樟凄、系統(tǒng)調(diào)用層
內(nèi)核層與應(yīng)用層之間供程序員開發(fā)使用聘芜,包括進(jìn)程管理、文件管理缝龄、中斷狀態(tài)汰现。
3、應(yīng)用層
面向用戶操作的界面
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Linux操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
4個(gè)部分:內(nèi)核叔壤、shell瞎饲、文件系統(tǒng)和應(yīng)用程序。
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Android操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
4個(gè)部分:從低到高:應(yīng)用程序?qū)恿痘妗?yīng)用框架層嗅战、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層和Linux內(nèi)核層
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第三節(jié):操作系統(tǒng)的發(fā)展
發(fā)展過(guò)程:
1、手工階段
2俺亮、監(jiān)控程序
3驮捍、多道批處理
4、分時(shí)與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
5脚曾、UNIX通用操作系統(tǒng)厌漂,
6、個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)
7斟珊、Android操作系統(tǒng)苇倡。
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第四節(jié):操作系統(tǒng)的分類
根據(jù)用戶界面和功能特性分類
三種基本類型
1、批處理程序囤踩。
2旨椒、分時(shí)系統(tǒng)。
3堵漱、實(shí)時(shí)系統(tǒng)综慎。
新類型
1、個(gè)人操作系統(tǒng)
2勤庐、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)
3示惊、分布式操作系統(tǒng)
4、嵌入式操作系統(tǒng)
批處理操作系統(tǒng)的特點(diǎn)與分類:
特點(diǎn):成批處理愉镰、用戶不能干預(yù)自己作業(yè)的運(yùn)行米罚。
目標(biāo):系統(tǒng)資源利用率高,作業(yè)吞吐率高丈探。
分類:簡(jiǎn)單批處理和多道批處理录择。分時(shí)系統(tǒng)特點(diǎn):
多路性、交互性、獨(dú)占性隘竭、及時(shí)性實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
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操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)
可靠性
高效性
易維護(hù)性
可移植性
安全性
簡(jiǎn)明性塘秦。
操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的目標(biāo):
系統(tǒng)模塊化,模塊標(biāo)準(zhǔn)化动看,通信規(guī)范化常見的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尊剔,
1、整體是結(jié)構(gòu)菱皆,
2赋兵、層次式結(jié)構(gòu)
3、微內(nèi)核(客戶/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)
重點(diǎn)知識(shí)搔预,請(qǐng)回答:
1、操作系統(tǒng)的特征是什么叶组?
2拯田、操作系統(tǒng)的功能?
3甩十、操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)船庇?
4、unix系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)和Android的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是侣监?
5鸭轮、操作系統(tǒng)的分類?
6橄霉、分時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)是窃爷?
7、操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)姓蜂?