计算机操作系统概述

1.0 操作系统概述

操作系统（Operation System）简称OS，是管理计算机软件和硬件的计算机程序。操作系统是一种与硬件交互、对资源共享进行调度管理、解决
并发 操作处理中的协调问题、数据结构复杂、外部接口多样化、便于用户反复使用的系统软件。

1.1 操作系统的目标

有效性（提高系统资源的利用率、提高系统的吞吐量）、方便性、可扩充行、开放性

1.2 操作系统的功能

• 作为计算机资源的管理者，管理与配置内存，控制输入设备和输出设备，访问网络和管理文件系统等基本事务
• 决定系统资源供需的优先顺序
• 提供一个让用户和计算机硬件交互的操作界面

1.3 操作系统结构

传统的操作系统结构、 微内核操作系统结构

1.4 操作系统接口

• GUI（Graphical User Interface）图形用户接口
• 命令接口
• 程序接口

1.5 操作系统的发展

手工和批处理阶段、分时操作系统、实时操作系统、微机&网络&分布式

1.6 操作系统的特征

并发、共享、虚拟、异步、用户空间和内核空间、 时钟与中断、中断的处理过程、原语、系统调用

2.0 进程管理

 进程调度、进程通信、进程控制、进程同步。

2.1 进程调度

进程控制，挂起与激活，处理调度和调度层次，处理调度方式，时机、过程和评价指标，处理机调度总结

2.2 进程调度算法

先来先服务，短作业优先（SJF），高响应优先(HRRN)，优先级调度（PSA），时间片轮转调度（RR），多级反馈队列调度（MFQ）。

2.3 进程间通信

共享存储、消息传递、管道通信

2.4 进程间的同步

同步与互斥的概念，互斥的访问过程、互斥的访问原则

2.5 软件实现互斥的方法

单标志发、双标志法先检查、双标志法后检查、皮特森算法

2.6 硬件实现互斥的方法

中断屏蔽、TS指令、Swap指令、

2.7 信号

信号量的概念、相互量的工作机制、分析同步和互斥问题的方法步骤

2.8 管程

管程的基本概念和特征，管程中的条件变量、

2.9 死锁

死锁的概念和产生、死锁产生的必要条件、死锁的预防：破坏产生的必要条件、死锁的避免：安全性算法，死锁的检查与解除概述，死锁的检查（死锁定理）、死锁的解除

3.0 内存管理

内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充 。

3.1 内存分配

单一连续分配、固定分区分配 、非连续分配

3.2 固定分区分配

 如何记录、如何分配、如何回收

3.3 非连续分配

基本分页存储，基本分段存储管理，段页式管理方式

3.4 基本分页存储

地址变换结构、块表、两级页表、地址变换结构特点、分页和分段方式对比、非连续分配小结

3.5 虚拟内存

虚拟内存概念，特征、局部性原理

3.5 请求分页管理

页表机制、短页中断机制、地址变换结构、页面置换算法、页面分配策略、调入页面的时机

4.0 文件管理

文件存储空间的管理、目录管理、文件读写管理和保护。

4.1 文件的分配方式

连续分配、连接分配、索引分配

4.2 文件存储空间管理

空闲表、空闲链接法、成组链接法、位示图法

5.0 输入输出管理

设备分配、设备处理、缓冲管理

5.1 设备分配

数据结构、设备分配步骤

5.1 设备处理

程序直接控制、中断驱动方式、DMA方式、通道方式

5.3 缓存区管理

单缓冲、双缓冲、缓冲池；