操作系统全套教案（大学期末复习资料）

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1、一、操作系统概述（一）操作系统的概念、特征、功能和提供的服务1.基本概念计算机系统中软件和硬件的概念，裸机的概念。裸机：没有任何软件支持的计算机称为裸机。（张尧学p2）2•计算机系统的层次结构，虚拟机的概念，在层次结构屮操作系统所处的位置。①计算机系统的层次结构（计算机体系结构张晨曦P3）微程序级：该级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序可直接由硬件解释实现。传统机器级：该级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令集编写的程序诃由微程序解释实现。该解释程序（把指令集解释成微指令集）运行在微程序级上，该过程又叫仿真。一台机器的微指

2、令集是唯一固定的，但解释程序可以有多个，每一个对应一种指令集。操作系统虚拟机：直接管理传统机器级中的软硬件资源；是传统机器级的引申，提供了传统机器级所没有的某些基本操作和数据结构，如文件结构与文件管理的基本操作、存储体系以及多道程序设计的基本操作、设备管理等。汇编语言虚拟机：该级的机器语言是汇编语言，用汇编语言编写的程序在操作系统虚拟机和传统机器级上运行。高级语言虚拟机：即是各种高级语言。这一级的程序由编译系统或解释程序转变为汇编语言程序，在操作系统虚拟机上运行。应用语言虚拟机:为各种专门用途设计的专用语言，一般由应用程序翻译成高级语言程序（

3、如网页设计）。②操作系统的层次模型（老版汤P3）用户接口（命令接口，程序接口，图形用户接口）对对象操纵和管理的软件集合（处理机，存储器，设备和文件管理）操作系统对象（处理机，存储器，设备，文件和作业）③虚拟机：由软件实现的机器叫虚拟机，上面的层次结构小高级语言虚拟机和应用语言虚拟机完全由软件实现。（计算机体系结构张晨曦p3）④操作系统与硬件的关系（张尧学pl）3.引入操作系统的目的。（张pl）①为用户提供最好的服务，即提供一个友好界面方便用户使用。②管理系统资源，使之高效运行。③为计算机系统扩展功能，提供支撑平台。4.操作系统的目标（汤pl）

4、①有效性：有效利用系统资源，合理组织工作流程，提高系统吞吐量。①方便性：方便用户使用，使计算机变得易学易用。②可扩充性：OS采用模块化结构，便于增加新的功能和修改老的功能。（模块以中断子程序形式出现,不仅开发商可以添加与修改，用户也可以随时添加与修改。）③开放性：系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连国际标准OSI。凡是遵循国际标准开发的硬件和软件，都能彼此兼容，方便互连，从而实现了应用程序的可移植性和互操作性。注：OSI（OpenSystemInterconnection）开放系统互连•其中有效性和方便性是操作系统最重要的两个目标4.

5、操作系统的作用（汤p2）①操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口：包括命令方式，系统调用和图形、窗口方式。注：张本称为程序一级的接口和作业一级的接口。②操作系统作为系统资源的管理者：包插协调用户对共享资源的使用、避免发生冲突等。③操作系统实现了对计算机资源的抽象：向用户提供与硬件无关的抽象模型，通过多层抽象把计算机变成功能强大的可扩充机器一一帰拟机。用户通过一组命令操作计算机，对I/O操作的细节由OS实现。用户无需关心I/O是如何实现的。5.操作系统的定义（张p2）操作系统是系统软件，它管理计算机的资源并提高各种资源的使用效率，控制程序的

6、正常执行，为用户提供一个友好界面，方便用户使用。6.操作系统的特征（汤pl4）①并发性（Concurrence）：并行与并发，并行强调同时，并发强调时间重叠；为了更好地描述程序的并发执行，引入了进程和线程的概念，其最终目的是提高资源利用率。注意：提高资源利用率和解决同步与互斥、死锁的矛盾。②共享性（Sharing）：资源共享，又称为资源复用。互斥共亭方式：在一段时间内只允许一个进程使用的资源，如打卬机。同时访问方式：在一段时间内允许多个进程同时使用的资源，如磁盘，这里的同时只是宏观上的，微观上仍是交替使用。例：打印机不允许多个进程交替访问，磁

7、盘允许多个进程交替访问。③虚拟技术1）时分复用技术：即分时使用方式，包括虚拟处理器和虚拟设备（SPOOLING系统），提高时间利用率。虚拟处理器：在分时系统屮，每个终端用户都好象有一台独立的处理器。虚拟设备：在SPOOLING系统中，把独占设备变成共享设备，多个程序可以同时访问这些共享设备。站在内存看输入井，输入井就是输入设备（不是真设备，是虚拟设备）站在内存看输出井，输出井就是输出设备（不是真设备，是虚拟设备）这个虚拟设备是用共享设备模拟出来的。2）空分复用技术：主要指存储器的分块使用，包括虚拟磁盘技术（分成若干卷），虚拟存储器技术（内存分

8、成若干块，存储多道程序），提高空间利用率。空分复用技术配合时分复用技术实现虚拟存储：处理器轮流为各进程服务，内存分块使用。④异步性（Asynchronism）：即不