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计算机操作系统复习
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date: 2022-06-07T14:14:00+00:00
description: 计算机操作系统复习第零章 绪论操作系统是一种规模较大、复杂性高的系统软件。操作系统做什么？为应用程序开发提供平台 2. 为应用程序运行提供支持：提供、资源管理、驱动硬接口件。操作系统原理/OS设计与实现原理？功能、与硬件的接口、算法、数据结构、策略。操作系统 是如何被装入内存并开始运行的？BOOT->LOADER->KERNEL当你点击word的“存盘”时，你的数据是如何由内存传入磁盘？为什么你给出路径和文件名就可以得到你需要的文件内容？打开一个word文档是指把该文档从磁盘调入到内存并显示，文件系统。你桌面上的时钟每隔一分钟会刷新一次，怎么实现的？时钟中断，具体为，PIT(可编程间隔定时器) ---时钟中断---> PIC (可编程中断控制器) ---电信号、时钟中断向量--> CPU ---> 时钟中断处理程序。对一个大规模矩阵，按行遍历快还是按列遍历更快？为什么？一个应用程序的时间性能可以通过哪些环节的改善得以提高？看操作系统，按行优先还是按列优先。降低时间复杂度，提高程序的局部性。网络数据包的发送和接收是如何实现的？参考链接：Linux 数据包的接收与发送过程注：CPU上下文环境是指保证程序能正常运行而需要从内存恢复到CPU中寄存器的值。磁盘块是指$2^n$个连续扇区，扇区大小一般为512字节。第一章 操作系统概述1 什么是操作系统1、操作系统是用户与计算机硬件之间的接口屏蔽控制硬件的细节，使应用程序的开发更简单、高效1.2 接口形式：命令行接口、图形用户接口、系统调用1.3 文件的存放1.3.1 逻辑地址和物理地址逻辑地址：簇号或扇区的逻辑编号。物理地址：柱面号、磁头号（磁道号）、扇区号。逻辑地址转为物理地址依赖于文件系统和设备驱动程序。1.3.2 磁盘读文件的过程1）用户给出文件名，提出访问文件的请求2）文件系统通过按名访问机制获取文件的逻辑地址（磁盘块号或扇区编号）[OS完成]3）磁盘驱动程序将逻辑地址转换为物理地址、发送磁盘操作指令 [OS完成]2、操作系统是计算机资源的管理者管理：处理机、内存、设备、文件、网络等。2.1 操作系统的设计追求的主要目标1）方便用户（最终用户和程序员）2）提高系统性能：空间性能、时间性能、资源利用率2 操作系统的发展1、无操作系统 定义：第一代计算机（1945-1955）使用电子管作为主要的电子器件，用插件板上的硬连线或穿孔卡表示程序，没有存储程序的内存，无操作系统。2、单道批处理系统 定义：单道批处理系统内存中只有一道作业，可以成批处理作业。克服CPU因等待人工操作造成的资源浪费问题特点：①自动性 ②顺序性 ③单道性优点：减少等待人工操作的时间缺点： ①作业独占CPU ②CPU等待I/O使得CPU利用率低（相对于多道程序系统而言） 3、多道程序系统3.1 多道批处理系统特点：①多道性 ②无序性 ③调度性 ④复杂性优点：①提高CPU利用率 ②提高内存和I/O利用率 ③增加系统吞吐量缺点： ①平均周转时间 ②缺乏交互能力3.2 分时系统连续的时间片轮流交替使用。定义：①人机交互 ②共享主机 ③便于用户上机特点：①多路性 ②独立性 ③及时性 ④交互性优点：①提供人机交互 ②多终端共享主机分时系统实现中的关键问题：①及时接收：及时接收用户的命令或数据②及时处理：及时处理用户命令。应该使所有的用户作业都直接进入内存；在很短的时间内使每个作业都得到运行。4、微机操作系统 5、实时操作系统 定义：实时系统是支持实时计算的系统。实时计算可以定义成这样一类计算，既系统的正确性不仅取决于计算的逻辑结果，而且还依赖于产生结果的时间。特点：①多路性 ②独立性 ③及时性 ④交互性 ⑤可靠性实时任务的类型 ①周期性实时任务 ②非周期性实时任务 ③硬实时任务 ④软实时任务。注：一个实际的OS可以同时具有批处理、分时和实时的特点，如Windows NT。吞吐量是指单位时间内系统处理的作业量/任务量。事件的开始截止时间，完成截止时间。作业：在计算机操作系统中，作业(Job)是计算机操作员(或称为作业调度程序的程序)提供给操作系统执行任务的工作单元，一系列程序+数据的集合。3. 操作系统的特征并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生。并发强调“同一时间间隔”，与并行是不同的两个概念，并行是指多个事件同时发生。共享：系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。 资源共享有两种方式，即：互斥共享和同时共享。虚拟：通过某种技术把一个物理实体变成若干逻辑上的对应物。异步：进程以不可预知的顺序、进度运行，系统能处理随机发生的事件。4 操作系统的功能内存管理功能、进程管理功能、设备管理功能、文件管理功能、用户接口1、内存管理功能内存分配;内存保护: 确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰。地址映射;①逻辑地…