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1 操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件里对硬件的层次扩充

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1 操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件里对硬件的层次扩充 2 操作系统的目标 1 有效性 2 方便性 3 可扩充性 4 开放性 3 操作系统的作用 1) 用户与计算机硬件系统之间的借口 2) 计算机资源的管理者 3) 对计算机资源的抽象 4 有效性：提高计算机系统的资源利用和系统的吞吐量 5 推动操作系统发展的主要动力 1) 不断提高计算机资源的利用率 2) 方便用户 3) 器件的不断更新换代 4) 计算机体系结构的不断发展 6 操作系统的发展过程 人工阶段，批处理阶段，分时阶段 7 无操作系统的计算机系统 人工操作方式，脱机输入输出方式 8 人工操作方式 用户独占全机 cpu 等待人工操作 9 脱机输入输出方式优点 减少 cpu 的空闲时间，提高 i/o 速度 10 批处理 单道，多道 11 在 os 中引入多道程序设计技术带来的好处 1) 提高 cpu 的利用率 2) 提高内存和 i/o 设备的利用率 3) 增加系统的吞吐量 12 多道批处理系统的优缺点 1) 资源利用率高 2) 系统吞吐量达 3) 平均周转时间长 4) 无交互能力 13 多道批处理需要解决的问题 1)批处理机管理问题 2)内存管理问题 3)i/o 设备管理问题 4)文件管理问题 5)企业管理问题 14 分时系统的需求人机交互，共享主机，便于用户上机 15 分时系统实现中的关键问题及时接受，及时处理 16 分时系统的特点 多路性，独立性。及时性，交互性 17 实时系统：系统能及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的运行 18 实时系统的应用需求 实时控制，实时信息处理 19 微机操作系统的发展 单用户单任务操作系统，单用户多任务操作系统，多用户多任务操作系统 20 操作系统的基本特性 并发性，共享性，虚拟技术，异步性21 并发性是指两个或多个事件在同一时刻发生 22 共享性;系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同作用 23 实现资源共享的重要方式 互斥共享方式，同时访问方式 24 虚拟技术分为时分复用技术和空分复用技术 25 操作系统的主要功能： 处理机管理，存储器管理，设备管理，文件管理， 、 26 处理机的设备管理功能：进程控制，进程同步，进程通信，调度 27 存储器管理功能： 内存分配，内存保护，地址映射。内存扩充 28 设备管理功能： 缓冲管理。设备分配。设备处理 29 文件管理功能:： 文件存储空间的管理，目录管理。文件的读写管理和保护 30 传统的 os 结构: 1)传统的操作系统结构 2)客户/服务点模式 3)面向对象的程序设计 4)微内核 os 结构 31 传统的 无结构操作系统 模式化结构 os 分层式结构 os 32 微内核 os 结构 进程管理 低级存储器管理 中断和陷入处理 33 微内核 OS 的特点：足够小的内核，基于客户、服务器模式，应用“机制与策略分离” 原理，采用面向对象技术。 二 1 程序顺序执行的特征：顺序性 封闭性 可再现性 2 前趋图： 有向无循环图 用于表示前后关系 3 程序开发执行的特恒 间断性 失去封闭性 不可再现性 4 进程是程序的一次执行 5 进程的特征： 结构特征， 动态性，并发性，独立性，异步性 后加的：进程控制块的作用：使一个在多道程序环境下不能运行的程序，成为一个能独立 与性的基本单位，一个能与其他进程并发执行的进程。 进程控制块中的信息:进程标示符，处理机状态，进程调度信息，进程控制信息。 6 进程调度信息 1) 进程状态 2) 进程优先级 3) 进程调度所需的其他信息 4) 事件 7 进程控制信息 1) 程序和数据地址 2) 进程同步机制 3) 资源清单 4) 链接指针 8 进程控制块的组织方式： 链接和索引9 进程控制是进程管理中最基本的功能 10 引起创建进程的事件： 用户登录 作业调度 提供服务 应用请求 11 进程的创建： 申请空白 pcb ，为新进程分配资源 ，初始化进程控制块， 将新进程插 入就绪队列 12 管程的定义：一个线程定义了一个数据结构和能为并发进程所执行的一组操作，这组操 作能同步进程和改变管理中的数据 进程的通信机制：共享存储器系统，消息传递系统，管道通信系统。 直接通信方式：用 OS 所提供的命令 简介通信方式：用信箱方式。 线程的属性：轻型实体，独立调度与分派的单位，可并发执行，共享进程资源。 多线程 OS 中的进程的属性：作为系统资源分配的基本单位，可包括多个线程，进程不是 一个可执行的实体。 线程的实现方式：内核支持线程，用户级线程，组合方式。 13 管理的目标 1) 管理的名称 2) 局部与管理内部的共享数据结构说明 3) 对该数据进行操作的一组过程 4) 对局部于管理内部的共享数据设置初始值 三 1 处理机调度的层次： 高级调度(作业调度) ，低级调度( 进程调度 ) ，中级调度。 2 调度的对象是作业 3 作业步： 作业运行时间的每一个步骤 4JBC： 作业控制块 5 进程调度的功能 1) 保存处理机的现场信息 2) 按某种算法选取进程 3) 把处理器分配给进程 6 进程调度中的三个基本体制： 排队器，分派器，上下文切换机制 7 带权周转时间 =周准时间/执行时间=执行时间+等待时间/执行时间=1+等待时间/执行时间 8 调度算法 1) 先来先服务算法 2) 短作业优先算法 3) 高优先权调度算法 4) 高响应比优先调度算法 5) 时间片轮转法 6) 多级反馈队列调度算法 9 实时调度的基本条件 1) 提供必要信息 2) 系统处理能力强 3) 采用抢占式调度机制 4) 具有快速切换机制 10 常用的实时调度算法 最早截止时间算法(EDF) 最低松弛度优先算法(LLF)11 松弛度=必须完成时间-本身的运行时间-当前时间 12 死锁 ：多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状 态时，若无外力作用，他们都将无法再向前推进 13 产生死锁原因 ：资源竞争 进程间推进顺序非法 14 死锁必要条件: 互斥条件 请求和保持条件 不剥夺条件 环路等待条件 15 处理死锁方法: 预防死锁 避免死锁 检测死锁 解除死锁 16 预防死锁办法: 摒弃’请求和保持’条件 摒弃不剥夺条件 摒弃环路等待条件 17 死锁检测; 资源分配图 死锁定理 死锁检测中的数据结构 18 死锁的解除: 剥夺资源 撤销进程 19 管理的特性: 模块化 抽象数据模型 信息掩蔽 20 高级通信机制 共享存储器系统 信息传递系统 管道通道系统 21 共享存储器系统： 基于共享数据结构的通信方式 基于共享存储区的通信方式 22 线程与进程比较 : (调度，并发性，拥有资源，系统开销)占有资源 独立调度的执行 共 享所在线程的资源 23 实现用户级线程与内核控制现成的连接的模型： 一对一 多对一 多对多 程序的装入方式：绝对装入方式，可重定位装入方式，动态运行时装入方式 程序的链接方式：静态链接，装入时动态链接，运行时动态链接。 分区分配算法：首次适应算法，循环首次适应算法，最佳适应算法，最坏适应算法，快速 适应算法。 对换：内存中暂时不能运行的进程或进程所需的程序和数据调处到外存上，一边腾出足够 的内存空间，再把已具备条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存。 关 键 词： 操作系统 配置 计算机硬件 一层 软件 硬件 层次 扩充

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