操作系统知识归纳.ppt

第1章 操作系统概论 1. 操作系统定义 地位：硬件层之上，所有其他软件层之下。 作用：管理系统中软件硬件资源；为用户(应用程序)提供良好的服务(界面)。 定义：操作系统是位于硬件层之上，所有其它软件层之下的一个系统软件，是管理系统中各种软硬件资源，方便用户使用计算机系统的程序集合。 2. 操作系统的特征 并发性、共享性、异步性和虚拟性。 3. 操作系统的分类 批处理系统、实时系统、分时系统、通用操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统、多处理机操作系统（主从式和对称多处理机模式） 4. 操作系统的硬件环境 CPU状态：目态和管态 特权指令与非特权指令、系统栈、存储保护设施、中断装置、通道与DMA控制器 5.操作系统面向用户提供接口 程序级接口，系统调用命令 作业级接口，分为联机作业接口（终端命令）和脱机作业接口（作业控制语言） 第2章 进程、线程和作业 1.多道程序设计 设计目标：提高系统效率。 多道程序设计的问题：处理机资源管理、存储资源管理、设备资源管理。 2.进程 引入进程的目的：为了多个程序并发执行，改善资源利用率和提高系统的吞吐量。 进程的定义：进程是具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。 进程控制块PCB：是为描述进程的运动变化过程而采用的一个与进程相联系的数据结构。它用来记录系统管理进程所需的信息，描述进程的瞬间特征。它是进程的唯一实体，操作系统通过PCB而感知进程的存在。通常PCB包括进程的标识符、进程的现行状态、CPU保护区、进程起始地址、资源清单和进程优先级等相关内容。 进程的组成：PCB、程序和数据 进程上下文：进程实体+进程运行的物理环境 进程的特征：动态性、并发性、交往性、结构性、独立性、异步性 进程的分类：系统进程和用户进程 进程的关系：相关进程和无关进程 进程的管理与控制原语：创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语、挂起原语和解除挂起原语。 进程的状态：三状态、五状态和七状态转换图及转换原因 程序和进程的联系与区别。 可再入程序：在执行过程中自身不发生任何改变。 3.线程 线程的定义：进程内部具有独立功能的执行流。 引入：切换速度快、系统开销小、通讯容易 线程控制块TCB：标志线程存在的数据结构，包含线程控制的全部信息 线程的状态：就绪、运行、等待 线程的分类：用户级线程（库函数创建）和核心级别的线程（系统调用创建） 进程与线程：进程是资源分配的最小单位，线程是处理器分配的最小单位。 4.作业 （1）基本概念 作业：就是用户在一次计算过程中或一个事务处理中要求计算机系统所做工作的集合。 作业步：要求计算机系统做的一项相对独立的工作叫做一个作业步。在逻辑上，我们可以说一个作业是由一系列有序的作业步所组成。一个作业内的作业步总是相互关联的。 作业流：在批处理系统中，通常把一批作业或者按用户提交的先后次序，或者按某种优先原则，依次安置在相应的输入装置上，并在系统控制下，依次将它们输入到辅助存储器中，这样就形成了一个作业流。小的计算机系统只有一个作业流，大的系统可能有几个作业流。 （2）作业的分类 根据计算机系统对作业处理方式的不同可分为批量型作业和终端型作业。 根据对批量型作业运行过程控制方式不同可分为脱机作业和联机作业。 （3）用户与操作系统之间的接口 通常操作系统提供两类用户接口：一类是用于程序一级的接口，一类是用于作业控制一级的接口。用于作业控制一级的接口又分为脱机用户和联机用户的接口。 程序一级的接口：它是由一组系统调用命令组成。这是为程序员与操作系统打交道而提供的。所谓系统调用，就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。 联机用户或交互式用户的接口：它是由一组键盘操作命令组成。用户们通过控制台键入操作命令，向系统提出请求。该操作命令由命令解释系统进行解释执行，完成指定的操作。 脱机或批处理用户的接口：它是由一组作业控制命令（或称作业控制语言）组成。脱机用户将事先用相应的作业控制命令写成的作业操作说明书，连同其作业一起提交给系统，由系统中命令解释程序对其操作说明书上的命令逐条解释执行。 （4）作业控制所完成的功能 作业的输入； 程序的汇编（编译）及装入； 作业在运行过程中出现故障后的处理； 作业运行结束后的处理。 （5）作业控制方式 脱机作业控制，也称为作业的自动控制方式，它是为脱机用户提供的； 联机作业控制，也称为作业的直接控制方式，它是为联机或终端用户提供的。 （6）作业的状态 后备状态：操作员将用户提交的作业通过脱机输入或调用SPOOLing系统输入进程，将作业输入到输入井，并把它加入到后备作业队列中，等待作业调度程序调度。 执行状态：一个作业被作业调度程序选中并分配了必要的资源，建立了一组相应的进程后