文档介绍：第一章概论 1. 操作系统设计原则 A. 能使计算机系统使用方便 B. 能使计算机高效的工作 2. 操作系统基本类型: 批处理、分时、实时、网络( 计算机网络配置的)、分布( 多台计算机组成的体术网络) 、多机、嵌入式批处理系统:批量化处理作业的系统。 1. 批处理单道系统; 2. 批处理多道系统: * 并行工作减少了处理器的空闲时间,提高了效率; * 作业调度可以按一定的组合装入主存储器,充分利用系统资源; * 作业过程中, 不访问低速设备, 直接访问高速磁盘, 单位时间处理能力提高; * 作业成批输入, 自动选择控制, 减少人工和作业交接时间, 提高系统吞吐率。分时操作系统:准许多个用户同时与计算机系统交互。多采用分时技术。分时多道程序特点:同时性(多用户) 、独立性(用户服务各自独立) 、及时性(三秒内响应用户请求) 、交互性(人机对话工作方式) 实时操作系统: 能及时处理计算机系统接收的外部信号并及时处理, 在严格规定的时间里处理结束,并反馈信号。 3. UNIX 简介:交互式分时系统。 UNIX Version 1( AT&T-Bell ) KT&DR 1969 PDP-7 4. 操作系统功能:处理器管理(处理器的调度) ;存储管理(对主存管理) ;文件管理(面向用户实现按名存取,存储、检索、共享、保护、保密) ;设备管理(管理外围设备,分配、启动、故障处理); 操作系统的两类接口:程序员级接口:用户通过“系统调用”使用操作系统功能;操作员级:用户通过操作控制命令提出要求。第二章计算机系统结构简介 1. 计算机系统结构 A. 层次结构: 硬件系统: CPU 、存储器、输入输出控制、输入输出设备软件系统: 系统软件( 与硬件结合最紧密); 支撑软件( 支持其他软件开发和维护) 应用软件(专用程序等) B. 工作框架:先由引导程序引导 2. 硬件环境 A. CPU 与外设并行工作:CPU 按程序规定的顺序执行指令。 B. 存储体系: 1. 寄存器:1. 通用寄存器:操作数,指令结果; 2. 指令寄存器:从主存读出的指令; 3. 控制寄存器: 程序状态字寄存器、中断字寄存器、基址寄存器、限长寄存器 2. 主存储器:“字节”为单位, 几个字节为“字”。 32 位四字、 64 位八字。被 CPU 直接访问,断电易失。 3. 高速缓存: cache 减少对主存访问时间,加快程序执行速度。 4. 辅助存储器:磁盘磁带等。 C. 保护措施: 1. 特权指令: 不允许用户程序直接使用的指令。 2. 非特权指令: 特权指令以外的指令。 3. 管态和目态: 管态下可执行所有机器指令。目态只能执行非特权指令。 4. 存储保护: (基址寄存器值<= 访问地址值<= 基址寄存器值+ 限长寄存器值) 3. 操作系统结构 A. 操作系统结构设计目标:正确性、高效性、维护性、移植性。 B. 操作系统的层次结构:文件管、理设备管理、存储管理、处理器管理、硬件 C. unix 系统结构:内核( a. 汇编语言文件、 语言文件、 语言全局变量文件) 、外壳( shell 解释支持程序) 4. 操作系用与用户接口: 程序员级的( 一组系统功能调用, 为用户程序提供服务)、操作员级的(用于用户提出作业控制要求) A. 操作控制命令:操作系统提供的让联机用户(操作员一级)表示作业执行步骤的手段。 B. 系统调用:操作系统提供的子程序可分为: a. 文件操作类: 打开文件、建立文件、读文件、关闭文件、删除文件。 b. 资源申请类: 请求分配主存空、归还主存空间、分配外围设备、归还外围设备。 c. 控制类: d. 信息维护类:如设置日期,文件属性等。 5. UNIX 的用户接口: Shell 命令: UNIX 提供的操作控制命令。 6. UNIX 系统调用: A. 常用系统调用:文件操作类、控制类、信号与时间类。 B. trap 指令:系统调用指令,访管指令。 C. 系统调用程序入口表 D. 系统调用实现过程第三章处理器管理 1. 什么是多道程序设计系统( 多道系统): 让多个计算问题同时装入一个计算机系统的主存储器并行执行的系统。( 设计时注意 a. 存储保护; b. 程序浮动( 内存中浮动); c. 资源分配和调度;) 2. 为什么采用多道程序设计: A. 程序的顺序执行(任何时间只有一个作业执行、使用设备); B. 程序的并行执行(发挥 CPU 与外设并行工作能力,使 CPU 处理效率有所提高); C. 多道并行执行( 提高 CPU 利用率、充分利用外设资源、发挥了 CPU 与外设、外设与外设的并行工作能力)。 3. 多道程序设计注意的问题: a. 可能延长程序的执行时间; b. 并行工作道数与系统效率不成正比。(主存空间限制装入作业量、外围设