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1、计算机操作系统原理分析计算机操作系统原理分析11.第1章：引论77811111415151616161921222223242.第2X： 操作系统的接口25252525262929303132323334353.第3章：处理器管理38383939404242434545474848535555565757606162636464666767697172727273757682828282848587924.第4章：处理器调度929293949798981011021041041051051071071071081091101111131155.第5章：存储器管理1171171181181181
2、191281291311311331351361361361371371371381391391391391391391391391391401401401401401401401401401401401411421426.第6章：文件系统1421421431431431431441441451481491491501501511511531551551561571571571581581591591601601601611611621621641647.第7章：设备管理16416516516816816916917017017017017017017017017017117117117117
3、11711711. 第1章：引论1.1. 1.1 操作系统的概述1.1.1.硬件中央处理器CPU存储器主存储器内存/主存辅助存储器硬盘外围设备主板键盘显示器等.软件系统软件应用软件1.1.2.1 管理计算机系统的硬件和软件2 控制计算机系统的工作流程3 为其它软件和用户提供安全、方便的运行、操作环境4 提高计算机系统的效率1.1.3.1 系统与其体系结构生态系统2 计算机系统的层次结构层层次结构是假如干个层层(Layer)组成的，层是具有独立功能和模块或部件接口层与层之间的关系通过接口(interface)实现，一个层向外提供一组接口(即约定)，其他的层通过接口使用层的功能单向依赖在层次结构系
4、统中，各个层从低到高的排列。一般的，一个层只能使用比他更低的层的接口。层与层之间的这种规定称为层的单向依赖性隐藏性一个层通过接口使用底层的功能，所以，它只需要了解相关层的接口，而对于层内部的设计、实现细节如此不闭关心。上面的这一个特性，称为隐藏性也称为透明性3 操作系统在计算机系统中的地位和作用操作系统是对硬件层的第一次扩大，同时又作为其它软件运行和用户操作根底。1.2. 1.2 操作系统的形成1.2.1.硬件软件应用1.2.2.1 并发执行与多道程序设计1.2.3.1 个人微型计算机操作系统2 网络操作系统3 分布式操作系统1.3. 1.3 操作系统的根本类型1.3.1.根本概念作业、作业步
5、、作业流作业是由作业步组成的一批作业 可以 称为 作业流程序员和操作员批处理系统的用户分为程序员和操作员程序员的任务是根据需求设计算法、选择程序设计语言，编写程序，并且需要准备过程中的数据操作员的任务是负责计算机系统的运行和维护作业控制语言和作业说明书程序卡片和读卡机脱机批处理系统的工作方式提交后备执行完成联机批处理系统与SPOOLing系统略过批处理系统的特征1 批量处理，方便操作2 自动执行，资源利用率高3 缺少人-机交互能力，不便于调试程序1.3.2.1 工作方式分时系统是由一台主计算机连接多个终端构成的一个系统2 特征1 同时性2 独立性3 与时性4 交互性1.3.3.工作方式更多的要
6、求了结果的正确性，跟时间实时过程控制系统实时信息处理系统特征高与时性，高可用性1.4. 1.4 计算机操作系统的研究内容1.4.1.计算机的工作方式计算机系统的工作方式是执行程序指令 的方式，其中包括处理器的工作流程、处理器与计算机系统其他部件的协作方式处理器 与设备I/O操作协作方式，目标：提高计算机系统资源的利用率使用方式目标：尽可能的方便用户操作管理、控制的原理和方法1.4.2.概念： 操作系统软件就是依据操作系统理论，对指定计算机系统实现管理的一组程序和数据集合。1.4.3.1 用户接口与作业管理2 处理器管理3 存储器管理4 文件系统5 设备管理2. 第2X： 操作系统的接口2.1.
7、 2.1 操作系统内核2.1.1. 操作系统软件的核心局部称为内核(Kernel)2.1.2.处理指令特权指令非特权指令工作模式核心态用户态2.1.3.内核的主要组成1 与硬件密切相关的操作2 关键数据结构如：控制块、信号量、页表3 根本中断处理程序4 使用频繁的功能模块提高系统性能内核的根本特点常驻内存在计算机启动过程中，操作系统的装载程序自动从磁盘指定位置把操作系统内核的程序和数据装入内存的特定区域，并初始化个数据结构的值。内核的大局部程序和数据，在计算机启动成功后，一直保存在内存中，直到关机为止。运行在核心态系统空间和用户空间2.2. 2.2 操作系统的启动2.2.1.操作系统的启动需要
8、依赖一组特殊的软件，称为系统固件(Firmware),简称固件。通常固件程序放到只读的ROM芯片中固件的根本功能是在计算机开机启动(Booting)是的根本硬件资源检查、诊断、装入操作系统的引导程序。固件： 是硬件平台与操作系统之间的接口2.2.2.简介： 根本输入/输出系统 (Basic Input /Output System , BIOS),是存储在只读存储器(ROM)芯片中的一组程序和数据的统称，也称为ROM BIOS1 BIOS的根本组成1 POST自检程序2 根本启动程序3 根本硬件驱动程序与其中断处理程序2 磁盘分区低级格式化扇区的标识和故障检查建立磁盘的设备信息(类型、序列号、
9、柱面数、磁头数、扇区数、每次传输的最大扇区数、卷标识与描述符)分区3 主引导记录Master Boot Record ,MBR 512 字节。2.2.3.EFI2.2.4.系统配置内核的装入和初始化用户登录2.3. 2.3 操作系统的用户接口2.3.1.外部命令特点：有对应的程序文件内部命令根本菜单2.3.2.是系统调用系统调用 内部会进入 到 核心态访管中断系统调用的实现过程系统调用与一般用户子程序的区别2.3.3.UNix系统创造了软件历史上的一个奇迹没钱，没人，还能做的这么好特点1实现了分时、多用户、多任务，加快了计算机作为学习、科研实验工具的开展进程。2丰富的shell命令，命令拼写简
10、介，操作方便，同时可面向shell编程3系统调用功能强大，结构性好、效率高，使用灵活。4创造性地提出了流式文件，为系统的可移植性建立了根底5良好的文件结构，支持大文件的管理、存储速度快、文件系统可靠。6同时实现了多种通信机制，如消息队列、管道通信、共享存储区通信、信号量机制等。7采用交换技术和请求分页虚拟存储技术管理主存储器，提高主存储器的利用率。8内核由C语言编写，系统不仅拥有更高的性能，也易于移植9采取的用户权限与存取控制方法实现了信息安全开展IBM 公司 的AIXSun公司的Solaris伯克利大学BSD命令接口Unix的命令接口成为shell命令，程序接口为系统调用。shell命令多达
11、两三百个，使用简单、灵活。这里介绍一些常用Shell命令的根本使用方式基令vi编辑器C语言编译3. 第3章：处理器管理3.1. 3.1 系统的工作流程3.1.1.1 顺序性2 可再现性3.1.2.1 封闭性不必担心申请的资源被其它程序占用缺点：资源利用率低2 可再现性一样的输入，得到一样的结果优点：不需要额外的控制就可以保证程序正确的执行3.1.3.宏观多道程序“同时在运行，表现为多任务。微观多道程序又是轮流交替地在处理器上执行。由于只有一个处理器，一个处理器任何时刻至多只能执行一条指令，这条指令只能属于一道程序。所以，微观上上任何时刻至多只有一道程序真正在运行之中。并发执行并没有破坏程序的顺
12、序性的特点，因为在多道程序的轮流交替执行的过程中，对于一道程序而言，处理器仍然按照程序的指令顺序依次追条依次地执行，只是这道程序在处理器上的执行被分割为多个时间段，表现为“停停走走的过程。并发程序的复杂性复杂性不可再现性相互制约注意： 并发程序 跟 并行程序3.2. 3.2 进程的概念3.2.1.一道程序在一个数据集上的一次执行过程，称为一个进程(Process).3.2.2.5大特性：动态性、并发性、独立性、结构性、和异步性动态性从产生、开展、消亡的过程。并发性并发进程独立性进程是操作系统分配资源的根本单位，一个进程的程序和数据只能由该进程本身访问。结构性不同进程具有一样的属性，操作系统经过抽象，概括后，可以形成一个相对固定的格式即数据结构，用于表示一个进程，这个数据结构就是进程控制块PCBPCB Process Control Block异步性随时创建新的进程3.3. 3.3 进程的动态性3.3.1.运行进程正在占用CPU运行就绪等待分配给CPU，已经准备好了。阻塞等待其它选择，跳过cpu3.3.2.图：3.4. 3.4 进程管理的主要功能3.4.1.1 根本描述信息局部进程名进程的名称(pname),通常是用程序文件名表示。进程标识符进程标识符(pid)由操作系统自动生成，pid是唯一的，可以用于区别进程。
