当前位置：CN范文网>学习知识>电脑>操作系统>计算机操作系统概念初解

计算机操作系统概念初解

时间：2022-09-27 14:32:44 操作系统我要投稿

计算机操作系统概念初解

　　计算机操作系统是什么?如何了解计算机操作系统，下面小编带来计算机操作系统概念初解，为大家提供参考。

　　一、存储系统

　　在计算机系统中存储层次可分为，处理器上的寄存器、高速缓冲存储器、主存储器(内存)、辅助存储器(外存)四级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空间。

　　1、存储设计存在的三个问题：

　　存储容量：这个需求永无止境

　　读写速度：需要能够匹配当前的处理器

　　经济成本：要选择最合适的成本，进行一定的优化。

　　2、存储保护

　　存储保护有两个方面：

　　界地址寄存器--用于给定地址上限与下限，规定某个程序占用不得超出界限、或者是基键与长度键，不知道的自己去查

　　存储键--进程调入内存时，设置存储键，每次调用之前查询存储键，给定与进程存储键键值和地址键值一致

　　3、中断与异常机制

　　(1)该机制的特点：

　　中断随机

　　中断可恢复

　　中断自动处理

　　(2)内容

　　分类的内容，图片没处理好，不处理了

　　其中中断与正在执行的指令无关，可以采取中断屏蔽;

　　但是异常与正在执行的指令有关，不可以屏蔽。

　　总的来说可以分为五类中断：

　　I/O 中断

　　时钟中断

　　硬件故障中断

　　程序性中断(貌似考这个的概率比较大，因为这个最搞不清)

　　系统调用中断

　　(PS：系统调用：是OS为用户程序设置的唯一的用户程序获取OS服务的途径

　　目态-->管态)

　　4、I/O技术

　　I/O控制方式有三种：通道控制、DMA控制、缓冲技术

　　目前最广泛采用的基本是缓冲技术，其中缓冲技术又分为三种：单缓冲区、多缓冲区、缓冲池

　　5、时钟

　　时钟是微机上所有的软件获得时间的来源。一般分为硬件时钟和软件时钟。按照用途可分为绝对时钟和相对时钟。

　　二、进程线程模型

　　1、并发环境与多道程序设计

　　程序的顺序执行

　　顺序环境：独占资源，不受外界的影响，无交互

　　多道程序设计

　　独立性、随机性、资源共享性

　　程序的并发执行

　　(1)执行期间相互制约

　　(2)程序与计算不再一一对应

　　(3)并发执行结果不可再现(这一点出题最多)

　　2、进程(正在执行的'程序-系统进程、用户进程)

　　特征

　　并发性、动态性、独立性、交往性、异步性

　　进程基本状态模型：

　　三进程状态

　　五进程状态

　　七进程状态

　　三种基本状态：

　　就绪状态：除了CPU之外一应俱全(多的时候就形成了就绪队列)

　　运行状态：获得了CPU的使用权

　　等待状态：正在进行的进程因为意外暂停退出CPU的使用

　　扩展状态：

　　创建状态：未进入就绪队列

　　结束状态：从系统队列移除但是还没有撤销

　　挂起状态：把一个进程从内存移到外存中

　　激活状态：从外存移动到内存

　　状态转换

　　举个栗子：CPU是个好姑娘(唔，花魁吧，是这个叫法吧)，进了内存(chun楼)的都是进程(为了花魁而来的文人才子)，那就不管你是在哪儿，进来了就算是进程了。然后，如果有多个花魁，那就是多道操作系统了。可以容几个进程共同使用CPU嘛，如果只有一个，那就只能同时一个进程，所谓异步并发，其实就是，这个进程在比如0-10秒用一下CPU，10-20秒就归另外一位进程使用CPU，反正CPU快得很，一个个的应付都是小意思。用户(看客?)根本看不出来多个进程用一个CPU，在他们看来那就是所有的进程都有CPU可用，就绪状态，就等于是已经排好队了，啥都有了，就等着进姑娘的房间脱裤子了。运行状态，那就不说了，大家都懂~~~等待状态，那就是突然家里打电话过来了，maybe查房的来了。需要时间出去房间应付下，然后回来就会继续排队，毕竟CPU你不用，人家还要用的呢，就差不多是这样了。其他自己去脑补吧。

　　(此处并非有任何别的除了打比方之外的想法，不喜勿喷，想喷出门请左拐，掉坑里去吧)

　　转化图如下：切记，只有就绪状态和执行状态可以相互转化，就是上面那个轮流使用CPU的是时候

　　进程控制块(PCB)

　　进程控制块中的内容是：调度信息、现场信息

　　进程由程序、数据、PCB组成

　　其中PCB是灵魂，程序、数据是肉体

　　PCB表的组织方式

　　线性：直接找，一个个找，没有额外的开销，只是速度慢点

　　索引：建个表，慢慢找，有额外的开销，但是速度挺快的

　　链接：按照相同的状态的进程分块，一个个找。

　　进程控制

　　创建、撤销、完成，通过原语完成

　　fork()的使用

　　fork是在父进程下开一个子进程的函数。执行一次，返回两个结果，一个是父进程返回的子进程的PID 也就是子进程的代号。还有一个是子进程返回的0

　　fork()后的代码是两个进程共有的，会执行两次后面的代码。结果返回一个child：x=2 parent：x=0

　　计算机操作知识

　　《系统之组成》

　　1、计算机系统：它是一复杂的系统，一个完整计算机都是由硬件和软件两大部分组成

　　2、计算机硬件：指系统中所有能被看到的实际物理装置的总称。如机箱、键盘、鼠标、显示器、打印机等

　　3、计算机软件：指在计算机中运行的各程序、数据及相关文档

　　4、计算机硬件和计算机软件是相辅相成、相互依存的。硬件是整个计算机系统的物质基础，么有硬件系统就谈不上计算机;软件是灵魂，么有软件系统，计算机是无法正常工作的

　　《系统之地位和作用》

　　1、操作系统是系统软件的一种，且是系统软件的核心

　　2、计算机系统呈层次结构，包括硬件、操作系统、其他系统软件和应用软件。操作系统是介于硬件和其他系统软件之间的

　　3、操作系统为用户提供了友善的人机接口。人机接口也叫用户界面或人机界面，它是实现用户与计算机“对话”的软件和硬件的总称

　　4、操作系统能有效管理系统中的各种资源。它能合理控制和处理各种资源，合理组织系统的工作流程，尽可能提高系统资源利用率，最大限度满足用户需求

　　5、操作系统为应用程序的开发和运行提供了有效平台

　　《系统之定义》

　　操作系统是管理和控制计算机中各种资源、合理组织计算机工作流程、为用户使用计算机系统提供方便的软件

　　《系统之特征》

　　1、并发性，指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生，并行性强调的是“同时”，而并发性强调的是“交替”

　　2、共享性，指某个软件资源或硬件不为某个程序独占，而是供多个用户共同使用。另外，并发性与共享性，它们是互为存在的

　　3、虚拟性，指通过某种技术把一个物理上的实体变为若干个逻辑的对应物。物理实体是实际存在的，而逻辑上的对应物是用户的一种感觉

　　4、不确定性，可表现为程序执行结果不确定性和程序何时被执行及每道程序所需时间的不确定性

　　《系统之功能》

　　1、处理机管理功能

　　(1)进程控制：包括进程的创建、撤销及状态转换

　　(2)进程同步：指对主要并发执行的进程进行协调

　　(3)进程通信：主要完成进程间的信息交换

　　(4)进程调度：按一定算法进行处理机分配

　　2、存储器管理功能

　　(1)内存分配：按一定策略为每道程序分配内存空间，并在程序运行结束时及时回收内存

　　(2)内存保护：确保每道程序在自己内存空间中运行，互不干扰

　　(3)地址交换：实现逻辑地址到物理地址的映射

　　(4)内存扩充：借助于虚拟存储技术去获得增加内存的效果

　　3、设备管理功能

　　(1)设备分配：根据用户请求、系统现有资源的情况，以及设备分配策略，为用户分配所需的设备

　　(2)设备传输控制：实现物理的输入输出操作，包括对设备的启动、中断及结束处理等

　　4、文件管理功能

　　(1)创建新文件或文件夹：在外存中为新文件或文件夹分配空间，将文件或文件夹的说明信息添加到指定文件夹中

　　(2)保存文件：将内存中的程序、数据等信息以规定的文件名存储到指定外存的指定文件夹中

　　(3)读出文件：将指定外存的特定文件夹中的特定文件读出到内存

　　(4)删除文件：从指定外存的特定文件夹中将特定的文件删除，释放其原先占用的存储空间

　　5、用户接口

　　(1)命令接口：提供一组命令给用户直接或间接控制自己的作业

　　(2)程序接口：提供一组系统调用供用户程序或其他系统程序调用.

【计算机操作系统概念初解】相关文章：