2011年2月13日 10：50
利用一晚上和一早上的时间看了下OS并根据书的目录写一些总结（因为一些术语都在之前了解过所以在总体上看的时间比较快）
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OS是一组控制和管理计算机和软件资源、合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。
（一)操作系统的目标和作用
1、操作系统的目标：
方便性（易学易用）
有效性（设备的有效利用、数据有序可节省存储空间、组织计算机的工作流程改善资源的利用率及提高系统的吞吐量）
可扩充性（层次化结构<I/O设备管理软件+文件管理软件+窗口软件>）
开放性（系统遵循世界标准规范，如计算机网络的发展，lan局域网的迅速的发展）
2、操作系统的作用（OS为计算机系统资源管理者<处理机管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理>，作为用户与计算机硬件系统之间的接口<命令方式、系统调用方式、图形、窗口方式>，用作扩充器<多层扩充机器或多层虚机器>）
3、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、方便用户、器件不断更新换代<体现在几位机>、计算机体系结构的不断发展<单片机OS->-多处理器OS->网络OS>）
（二)操作系统的发展过程
1、无OS的计算机系统
人工操作方式
缺点：用户独占全机，cpu等待人工操作
脱机输入/输出（off-line I/O）方式
优点：减少了cpu的空闲时间，提高了I/O速度
2、单道批处理的系统（提高了系统资源的利用率和系统吞吐量）
特性：自动性，顺序性，单道性
3、多道批处理的系统
优点：提高了cpu的利用率，可提高内存和I/O设备利用率，增加系统的吞吐 量
特征：多道性（驻留多道程序并允许他梦并发执行）、无序性（完成作业的顺 序）、调度性（作业调度、按一定的进程调度算法进行进程调度）
优缺点：资源利用率提高、系统吞吐量大、平均周转时间『指作业进入系统开始到作业完成并推出系统为止所经历的时间』长<作业需要排队依次进行处理>、无交互能力<用户不能与自己的作业进行交互对修改和调试程序造成极不方便>
4、分时系统（指在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许许多个 用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源）
发展出来的主要动力是用户的需求
具体表现为：
人----机交互
共享主机
便于用户上机
特征：
多路性（一台主机上同时联接多台联接终端）
独立性（每个用户独占一个终端并互不干扰）
及时性（用户的请求在和很短的时间内得到响应）
交互性（用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话）
5、实时系统：指能及时或即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，并控制所实时任务协调一致地运行。
特征：为分时系统加上可靠性并在及时性在时间上有大大
的提高
（三)操作系统的基本特性
1、并发
并发性（同一时间间隔发生）和并行性（同一时间发生）
进程：使多个程序能并行执行 一个进程运行时需要一定的资源 在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位
进程：分配资源的基本单位
线程：对立运行的基本单位（不拥有系统资源）
2、共享
互斥共享方式
同时访问方式
并发和共享是互为存在的条件
3、虚拟（其实现主要是通过分时使用的方法）
虚拟技术：虚拟机处理机
虚拟内存
虚拟外部设备
虚拟信号等
4、异步性（进程的异步性）异步运行 停停走走的方式 宏观和微观的角度
（四)操作系统的主要功能
1、处理机管理功能（创建和撤销进程线程，对诸进程线程的运行进行协调，实现进程线程的信息交换，按照一定的算法把处理机分配个进程线程）
（1）进程控制（创建进程、撤销一结束的进程以及控制进程在运行 过程中的状态转换。 现代OS中，进程控制应为一 个进程创建若干个线程的功能和撤销<终止>已完 成任务的线程功能）
（2）进程同步（为多个进程含线程的运行进行协调<1、进程互斥方 式即上锁W 2、进程同步方式即信号量机制>）
（3）进程通信（消息队列 实现在互相合作的进程之间的信息交换）
（4）调度（1、作业调度 <从后背队列中按一定的算法选择出若干 个作业，为它们分配其必需的资源首先是内存，在将它们 调入内存后便分别为她们建立进程使之成为可能获得处 理机的就绪进程，并按照一定的算法将它们插入就绪队 列> 2、进程调度<从进程的就绪队列中选出一新的进程， 把处理机分配给它们，并为它设置运行现场，使进程投 入执行。在多线程OS中通常是把线程作为独立运行和 分配处理机的基本单位，为此须把就绪线程排成一个队 列，每次调度时，是从就绪线程队列中选出一个线程， 把处理机分配给它>）
2、存储器管理功能
（1）内存分配
静态分配方式（每个作业的内存空间是在作业装入时确 定的，在装入后的整个运行期间不允许该 作业再申请新的内存空间，也不允许作业 在内存中的“移动”）
动态分配方式（作业所需的内存空间也是在作业装入时 确定的，但允许作业在运行的整个过程中 继续申请新的附加内存空间一适应程序 和数据的动态整涨，也允许作业在内存中 “移动”）
（2）内存保护（内存保护机制<两个界限寄存器存放上界和下界>， 越界的检查都由硬件实现，发生越界后与软件配合 来完成）
（3）地址映射（在多道程序环境下，每道程序不可能都从0地址开 始存入内存，这就使地址空间的逻辑地址和内存空 间的物理地址不一致。为使程序能正确运行，存储 器管理器必须提供地址映射功能以将地址空间中 的逻辑地址转换为内存空间与之对应的物理地址。 该功能应在硬件的支持下完成
<程序中的其 它地址都是相对起始地址来计算的，有这些地址所形成的地址范围为地址空间 其中的地址称为逻辑地址或相对地址，一系列单元所限定的地址范围为内存空间其地址称为物理地址>）
（4）内存扩充（逻辑上扩充内存、内存扩充机制<请求调入功能和 置换功能>）
3、设备管理功能
（1）缓冲管理（提高cpu的利用率进而提高系统的吞吐量<单位时间 内完成工作的总量>）
缓冲机制：
单缓冲机制
双缓冲机制
公用缓冲池机制
（2）设备分配（分配策略 数据结构<设备控制表 控制器控制表> 回收）
（3）设备处理（设备驱动程序处理过程：略）
4、文件管理功能
（1）文件存储空间的管理
统一管理
分配外存空间<提高文件系统的运行速度>
分配（离散分配方式）和回收
（2）目录管理
目录项--->目录文件
文件共享
目录查询<检索速度>
（3）文件的读/写管理和保护
5、用户接口
（1）命令接口
联机用户接口
脱机用户接口（为批处理作业用户提供）
（2）程序接口
（3）图形接口
（五)操作系统的结构设计
无结构->模块式结构->层次式结构->微内核OS结构
1、软件工程的基本概念
(1) 软件的含义
(2) 软件工程的含义
2、传统的OS结构
（1）无结构的操作系统
（2）模块化OS结构
（3）分层式OS结构
3、微内核OS结构
（1）客户/服务器模式
（2）面向对象的程序设计技术
（3）微内核技术
