【计算机四级(网络工程师)笔记】操作系统概论

目录

一、OS的概念

1.1OS的定义

1.2OS的特征

1.2.1并发性

1.2.2共享性

1.2.3随机性

1.3研究OS的观点

1.3.1软件的观点

1.3.2资源管理器的观点

1.3.3进程的观点

1.3.4虚拟机的观点

1.3.5服务提供者的观点

二、OS的分类

2.1批处理操作系统

2.2分时操作系统

2.3实时操作系统

2.4嵌入式操作系统

2.5分布式操作系统

2.6个人操作系统

2.7网络操作系统

三、OS的结构

3.1整体式结构

3.2层次结构

3.3微内核(客户机/服务器)结构


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操作系统简称OS。

操作系统有:Ubuntu,Windows,UNIX,Linux,BSD,DOS等。

操作系统管理的系统资源有:主存储器,I/O控制器,文件,键盘,鼠标,调度程序代码,PCB表,I/O设备,磁盘,时钟,CPU,打印机,网卡,系统注册表等。

一、OS的概念

1.1OS的定义

(1)计算机应用的角度:OS是一个系统软件(位于软件系统的硬件之上和支撑软件之下的层面,集中了资源管理功能和控制程序执行功能),提供人机交互接口(向开发人员提供高效的编程接口)。

(2)软件设计和开发的角度:OS提供软件开发基础平台。
(3)计算机安全保护的角度:OS提供第一道安全防线。
(4)计算机系统发展的角度:OS提供虚拟机和扩展机。

1.2OS的特征

操作系统的特征:并发性,共享性,随机性。

1.2.1并发性

在单处理器环境下,两个程序交替在CPU上运行。
在同一台打印机上,两个进程请求打印输出。
在多处理器上,一个进程运行除法运算,另一个进程打印输出。
在多处理器上,一个进程运行除法运算,其它处理器空闲。

1.2.2共享性

共享性分为互斥共享和同时共享。
(1)互斥共享:中央处理器,存储器,打印机,磁带机,扫描仪。
(2)同时共享:内存储器,可重入代码,硬盘驱动器。

1.2.3随机性

OS系统内核进行进程切换。

1.3研究OS的观点

1.3.1软件的观点

1.3.2资源管理器的观点

OS中建立了用于记录各种软硬件资源信息的数据结构(和表格),用于了解用户需求和当前资源使用情况,对资源进行有效组织和管理,这些数据结构在OS中由系统动态更新。

操作系统的主要功能包括进程管理,存储管理,文件管理,设备管理和用户接口。

存储管理的范畴有:
(1)完成虚拟地址到物理地址的转换。
(2)管理内存分配表。
(3)检查进程地址空间是否出现地址越界问题。
(4)将磁盘上的代码调入内存。
(5)内存扩充。

文件管理的范畴有:
(1)管理磁盘空间。
(2)磁盘碎片整理。
(3)建立文件目录。
(4)设置文件的存取权限。

设备管理和用户接口的范畴有:
(1)为用户程序提供系统调用接口。
(2)提供缓冲技术。
(3)管理通道,网卡等相关的数据结构。
(4)提供虚设备技术。

1.3.3进程的观点

1.3.4虚拟机的观点

1.3.5服务提供者的观点

OS是用户与计算机系统之间的接口,提供给用户的接口是命令输入和系统调用。

二、OS的分类

根据操作系统在用户界面的使用环境和功能特征的不同,操作系统分为:批处理操作系统,分时操作系统,实时操作系统,嵌入式操作系统,分布式操作系统,个人操作系统,网络操作系统。

2.1批处理操作系统

优点:批量处理用户作业,系统资源利用率高,作业吞吐率高。
缺点:缺少交互性。

2.2分时操作系统

目标是及时响应用户输入的交互命令(用户直接干预操作每一步的进行,适用于调试程序)。

特点:
(1)多路性:多个用户在线同时使用计算机。
(2)交互性:用户根据系统响应的结果提出下一个请求,便于调试程序。
(3)独占性:用户使用计算机时感觉不到计算机同时在为别人服务。
(4)及时性:系统能对用户输入的信息及时响应。

2.3实时操作系统

目标是在严格时间范围内对外部请求做出反应。

特点:
(1)具有较高的可靠性。
(2)在严格的时间范围内,实时响应用户的请求。
(3)具有较好的过载防护能力。

2.4嵌入式操作系统

2.5分布式操作系统

特点:
(1)系统内所有主机使用同一个操作系统。
(2)系统内资源深度共享。
(3)用户无需了解系统内本地主机或异地主机的差异,具有透明性。
(4)系统内各主机处于同等地位,不分主次。
(5)系统具有较高的可靠性。

2.6个人操作系统

2.7网络操作系统

三、OS的结构

3.1整体式结构

优点:结构紧密,系统效率高。

缺点:缺乏独立性,并发性差。

3.2层次结构

优点:把整体问题局部化。
缺点:模块功能单一,系统规模较大。

3.3微内核(客户机/服务器)结构

优点:高可靠性,高灵活性,适合分布式处理。

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