計算機作業系統 第一章系統引論

2021-10-14 22:18:58 字數 2148 閱讀 5779

本文是我自己的一些理解和記錄,如有錯誤的地方還請指教。

作業系統是直接控制和管理計算機硬體,軟體資源,合理的對各類作業進行排程,以方便使用者使用的程式集合。

單道批處理系統:

單道批處理系統首先呼叫io流輸入程式,此時cpu是空閒的所以降低了cpu的利用率,在io結束後cpu開始執行,而此時io是空閒的,下次呼叫時重新開始呼叫,,故cpu和io的利用率都特別低。

多道批處理系統:

多道批處理系統與單道批處理系統的區別在於多道,存在後備佇列,從後備佇列中呼叫多個程式,cpu發出命令,先用乙個io呼叫程式a,發出命令後io呼叫a,為防止cpu空閒,繼續發出第二個指令呼叫程式b,接著呼叫程式c,使多道程式交替的執行使cpu時刻保持忙碌狀態。多道批處理系統資源利用率高,系統吞吐量大,但是周轉時間長,無互動性。

計算機作業系統的目標:方便性、有效性、可擴充性、開放性

作業系統的作用:使用者與系統硬體之間的介面、計算機系統資源的管理者、對計算機資源的抽象

推動作業系統發展的主要動力 :①不斷提高計算機資源利用率 ②方便使用者 ③器件的不斷更新換代 ④計算機體系結構不斷發展 ⑤不斷提出新的應用需求

分時系統:一台計算機鏈結多個終端,使用者通過各自的終端把作業送入計算機,計算機又通過終端向各個使用者報告其作業運**況,計算機分時的響應各個終端,為各個終端服務。這裡有乙個時間片的概念。

實時系統:提高系統響應時間,對隨即發生的外部事件做出及時響應,並在規定時間內對其進行處理。分為硬實時軟實時,硬實時是在某時間之前必須完成否則會發生難以**的後果,截至時間嚴格。軟實時是在某個時間沒有完成產生的影響也不會太大。截止時間並不嚴格。

作業系統的四大基本特性:併發、共享、虛擬、非同步

併發:指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生。

並行:指兩個或多個事件在同一時刻發生

共享:指系統中的資源供記憶體中的多道程式所共同使用。

可分為:互斥共享和同時共享。互斥共享是在規定的一段時間內只有乙個程序訪問該資源,例如:印表機。同時共享是在規定的一段時間內允許多個程序訪問該資源,例如:磁碟。

虛擬:通過某種技術把乙個物理實體變成若干個邏輯上的對應物,例如:分時系統將一機虛擬為多機,你在打遊戲的同時可以聽歌,說明將乙個系統分為兩個系統在使用。

時分復用技術:把cpu的時間分成若干個時間片,輪流的為使用者提供服務,可以吧一台計算機看成多台計算機處理多個任務的一種情況。

空分復用技術:把磁碟分為各個盤,相當於把乙個盤分成多個邏輯空間。

非同步:由於資源共享,系統併發執行的多道程式「走走停停」,必然存在乙個先後順序

處理機管理功能:程序控制、程序同步、程序通訊、排程

程序控制:在多程式環境下,必須建立乙個或多個程序,並為之分配必要的資源,當程式執行結束時,撤銷該程序,**必要的資源,程序控制主要是在程序執行過程中控制狀態的轉化

程序同步:為多個程序的執行進行協調

①程序互斥:對臨界資源進行訪問時,採取程序互斥

②程序同步:相互合作去完成多種任務,我認為最典型的例子應該是拓撲排序。

程序通訊:實現相互合作的程序之間的資訊交換。

排程:後備佇列上存在多個作業,要經過排程才可以執行。分為作業排程和程序排程,作業排程是說,在後備佇列中按照一定的演算法,選擇若干個作業為其分配必須的資源,在他們被調入記憶體後,為其建立程序,使其成為可以被處理器處理的程序。程序排程是說,從程序的就緒佇列中選出新程序,把處理機分配給他們,設定執行現場,使其投入使用

記憶體分配:有靜態分配和動態分配,靜態分配是事先分配好固定大小的空間,在整個執行過程中,不允許再分配空間。動態分配是分配好固定大小的空間,在執行過程中若空間不足可以繼續分配。

記憶體保護:每道程式都在各自的記憶體空間內執行,互不干擾。一種比較簡單的記憶體保護機制是設定兩個界限暫存器,存放在正在執行程式的上界和下屆。若發生越界,則中斷請求,停止執行。

記憶體擴充

裝置管理功能:緩衝管理、裝置分配、裝置處理

緩衝管理:為解決io與cpu速度不匹配的問題,在記憶體中設定緩衝區,進而提高利用率和吞吐量

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