计算机操作系统基础学习笔记1——操作系统引论

一、操作系统的目标和作用

1、什么是操作系统：
    操作系统是一组有效管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，方便用户使用的程序集合。

2、目标：方便性、有效性、可扩展性、开放性。
3、作用：用户与计算机硬件直接的接口、计算机系统资源的管理者、计算机资源的抽象。
4、推动操作系统发展的主要动力：需要不断提高的计算机资源利用率、方便用户、计算机硬件的发展、计算机体系结构的不断发展、不断提出的新的应用需求。

二、操作系统的发展过程

1、未配置操作系统的计算机系统
① 人工操作方式：用户独占全机、CPU等待人工操作。
②脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式：减少了CPU的空闲时间，提高了I/O速度。
2、单批道操作系统 Simple Batch Processing System
①处理过程



    

②特点：顺序性、自动性、单道性。
③缺点：系统中的资源得不到充分利用,CPU会等待IO操作。

3、多批道操作系统 Multiprogrammed Batch Processing System
①基本概念：保证CPU处于忙碌状态
②特点：多道性、无序性、调度性：作业调度，进程调度
③优点：资源利用率高、系统吞吐量(单位时间内完成的作业数)大 
    缺点：平均周转时间长、无交互能力

④需要解决的问题：处理机争用、内存分配和保护、IO设备分配、文件的组织和管理、作业管理、用户与系统的接口问题。

4、分时系统 Time Sharing System
①引入内容：人机交互、共享主机(感觉不到其他用户的存在)
②关键问题：及时接收、及时处理（作业直接进入内存、采用轮转的方式处理）
③特征：多路、独立、及时、交互

5、实时系统 Real Time System

6、微机操作系统

三、操作系统的基本特性

1、并发 Concurrence
①并行：同一时刻，同时运行
②并发：宏观上的并发，实际上是顺序执行的。
③进程：系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位
2、共享 Sharing
①、互斥共享方式
②、同时访问（宏观上的同时，微观上是交替进行的）
3、虚拟 Virtual
①时分复用：虚拟处理机，虚拟设备
②空分复用：100MB的程序在30MB的内存上运行
4、异步 Asynchronism
进程的执行通常都不是一气呵成，而是以走走停停的方式执行

四、操作系统的主要功能

1、处理机管理功能：进程控制、进程同步、进程通信、调度(作业调度和进程调度)
2、储存器管理功能：内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充(借助虚拟储存技术，从逻辑上扩充储存容量)
3、设备管理功能：缓冲管理、设备分配、设备处理(驱动)
4、文件管理功能：文件储存空间管理、目录管理、文件的读写管理和保护
5、操作系统与用户之间的接口：用户接口和程序接口

五、操作系统的结构

1、传统结构：无结构、模块化结构、分层式结构
2、客户服务器模式(Client / Server Model)
3、面向对象的程序设计(Object-Orientated)
4、微内核