内容包括 计算机操作系统第四版学习指导与解题和 计算机操作系统（第四版——汤子瀛）
々计算机操作系统（第4版）学习指导与解题
1.1 基本内容
1.1.1 操作系统的目标和作用
操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源,合理对各类作业进行调度,以及方便用户使用计算机程序的集合。他是配置在计算机上的第一层软甲，是对硬件功能的首次扩充。操作系统在计算机系统中占据特别重要的地位，他是==计算机中最重要的系统软件，是其他系统软件和应用软件运行的基础。
- 操作系统的目标
（1）方便性。操作系统使计算机系统更易于使用
（2）有效性。操作系统使资源的利用率更高，系统的吞吐量更大。
（3）可扩充性。
（4）开放性
2.操作系统的作用
(1)操作系统是用户与计算机硬件系统之间的接口.用户并不直接与激素啊你硬件打交道.
(2)操作系统是计算机资源的管理者。处理机的分配和控制，内存的分配和回收，I/O设备的分配和操纵、文件的存取、共享和保护工作都是由操作系统完成的。
(3)操作系统实现了对计算机资源的抽象。
操作系统还是计算机工作流程的组织者.他负责在众多作业之间切换处理机,并协调他们的推进速度,从而进一步提高系统的性能.
1.1.2 操作系统的发展过程
- 无操作系统的计算机系统
(1)人工操作方式
(2)脱机输入/输出方式
单道批处理系统
多道批处理系统
(1)多道程序设计技术
(2)多道批处理系统’
分时系统
分时系统具有以下特征:
(1)多路性
(2)独立性
(3)及时性
(4)交互性
5.实时系统
(1)实时系统基类及类型:实时系统是指能及时响应外部时间的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行。常见的实时系统类型有：工业（武器）控制系统、信息查询系统、多媒体系统和嵌入式系统等。
(2)实时任务的类型
硬实时任务
软实时任务
(3)实时系统与分时系统特征的比较
多路性
独立性
及时性
交互性
可靠性
6.微机操作系统
1.1.3操作系统的基本特征和功能
- 操作系统的基本特征
(1)并发性
(2)共享性
互斥共享
同时访问
虚拟性
异步性
2.操作系统的功能
操作系统的主要功能包括:处理及管理、存储器管理、设备管理、文件管理和提供有好的用户接口。五个方面。
(1)处理机管理
处理机管理主要是对处理机的分配和运行进行管理。
进程控制
进程同步
进程通信
进程协调
(2)存储器管理
存储器管理主要是为多道程序提供良好的环境。
内存分配
内存保护
地址映射
内存扩充
(3)设备管理
设备管理主要是完成用户的I/O请求
缓冲管理
谁被分配
设备处理
(4)文件管理
文件管理主要使用户能方便、安全地使用各种信息资源
文件存储空间的管理
目录管理
文件的读/写管理和保护
(5)又好的用户接口
为方便用户使用计算机,操作系统向用户提供了使用计算机的接口
用户接口
程序接口
(6)现代操作系统的新功能
系统安全
网络的功能和服务
支持多媒体
1.1.4操作系统的结构设计
- 无结构OS
- 模块化结构OS
- 分层式结构OS
- 4.微内核结构OS
1.2重点,难点学习提示
- OS的引入和发展
(1)早期无OS的计算机系统中,存在着人机矛盾和CPU I/O设备速度不匹配的矛盾,他们对计算机资源的利用率有何严重的影响?
(2)单道批处理系统中引用了那些技术?他是如何解决上述两队矛盾的?
(3)单道批处理系统还存在那些不足之处?而多道批处理系统又是通过那些技术措施来解决这些不足的?
(4)多道批处理系统还有那些地方不能满足用户的需求?或者说,是在什么样的需求推动力的作用下,由批处理系统发展为分时系统的?实现分时系统的关键技术是什么?
(5)上述几种系统还有那些地方不能满足用那个化的需求,或者说,是在什么样的需求推动力的作用下,由分时系统又发展为实时系统的?在学习时,还应逐一分析和比较分时系统与实时系统的特征.
2.OS的基本特征和功能
(1)OS的特征：并发性、资源共享性、虚拟性和异步性。
(2)OS四大特征之间的关系：最重要的是并发，其他三个特征都是以并发为前提的。
(3)OS的功能：处理及管理、存储器管理、设备管理、文件管理和提供有奥德用户接口这无法功能。
(4)OS五大功能的必要性：思考，如果确实了其中的某些功能将会对系统的运行产生什么样的影响？
3.分层式结构和微内核结构
(1)什么是分层式结构
(2)分层的原则
(3)什么是客户/服务器技术
(4)什么是面向对象技术
(5)什么是微内核结构
1.3典型问题分析和解答
1.3.1OS的引入和发展过程中的典型问题分析
【例1】试说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户之间的关系
操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件,他管理计算机的硬件和软件资源，并向用户提供良好的界面。操作系统与硬件紧密相关，他直接管理着硬件资源，为用户完成所有硬件相关操作。从而极大地方便了用户对硬件资源的使用并提高了硬件资源的利用率。操作系统是一种特殊的系统软件，其他系统软件运行在操作系统的基础之上，可获得操作系统提供的大量服务，也就是说：操作系统是其他系统团建与硬件之间的接口。而一般用户使用计算机除了需要操作系统支持外，还需要用到大量的其他系统软件应用软件，使其工作更方便和高效。关系如下图示：
【例2】什么是多道程序技术？在OS中进入该技术,带来了哪些好处?
多道程序技术是指：在内存中同时存放若干个作业，并使他们共享系统的资源且同时运行的技术。
引入多道程序技术带来了以下好处：
（1）提高CPU的利用率
（2）可提高内存和I/O设备的利用率
（3）增加系统吞吐量
【例3】推动批处理系统和分时系统形成和发展的主要动力是什么?
(1)推动批处理系统形成和发展的主要动力是：“不断提高系统资源利用率”和“提高系统吞吐量”
(2)推动分时系统形成和发展的主要动力是：“为了更好地满足用户的需要”。如：人机交互能力的提供使用户能方便地直接控制自己的作业
【例5】实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?
关键问题
使用户能与自己的作业进行焦虎，即用户在自己的终端上键入一条命令以请求系统服务后，系统能及时地接收并处理该命令，并在用户能够接受的时间内将结果返回给用户。
如何解决：
及时的接受命令和返回输出结构是比较容易做到的，一般只要在系统中配置一多路卡，并未每个终端配置一个缓冲区从来暂存用户键入命令和输出的结果便可以了。因IC关键要解决的问题是确保在以较短的时间内，系统中所有的用户程序都能执行一次，从而使用户键入的命令能够得到及时处理。
为此，一方面，用户作业提交后应立即进入内存；另一方面，系统应设置一个被称为时间片的很短的时间，并规定每个程序每次最长只能连续运行一个时间片，如果是剪片用完了，则不管他是否运行完毕，都必须将CPU让给下一个作业。通过作业分时共享CPU,可使所有的作业得到及时的处理,使用户的请求得到及时的响应。
【例6】试从交互性、及时性和可靠性三个方面，比较分时系统与实时系统
(1)交互性：交互性问题是分时系统的关键问题。在分时系统中，用户可以通过终端与系统进行广泛的人机交互，如文件编辑、数据处理和资源共享。实时系统也有交互性，但在实时系统中的交互性仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。
(2)及时性：分时系统的及时性是指用户能在很短的时间内获得系统的响应，此时间间隔是以人们能接受的的等待时间决定的，一般为2~3秒。对实时系统来说，及时性是它的关键问题之一，实时信息系统的及时性要求与分时系统相似，而实时控制系统的及时性要求则是：由被控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间所决定的，一般为秒级、百毫秒级、直到毫秒级，甚至更低。
(3)可靠性：可靠性是实时系统的另一个关键问题，实时系统中的任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至带来无法预料的灾难性后果，所以实时系统往往采取多级容错措施来保证系统的高度可靠。分时系统虽然也要求可靠，但比实时系统的要求要低。
====第一章总结及习题======(2)https://developer.aliyun.com/article/1415731?spm=a2c6h.13148508.setting.18.6e1a4f0eQzpjQW
