操作系统的目标和作用
操作系统的目标：方便性，有效性，可扩展性、开放性
操作系统的作用：人机交互、资源管理、资源抽象
- OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
- OS作为计算机系统资源的管理者
- OS实现了对计算机资源的抽象
推动操作系统发展的主要动力
不断提高计算机系统资源的利用率
方便用户
器件不断更新迭代
计算机体系结构不断发展
不断提出新的应用需求
操作系统发展过程
人工操作系统（缺点）
- 用户独占全机
- CPU等待人工操作
脱机I/O方式（优点）
- 减少CPU等待时间
- 提高了I/O速度
单道批处理系统
多道批处理系统
- 优缺点
- 资源利用率高
- 系统吞吐量大
- 平均周转时间长
- 无交互能力
- 需解决的问题
- 争用处理机问题
- 内存分配与保护问题
- I/O设备分配问题
- 文件的组织与管理问题
- 作业管理问题
- 用户与系统的接口问题
- 优缺点
分时系统
- 分时系统的引入（用户需求）
- 人机交互
- 共享主机
- 关键问题
- 及时接收
- 及时处理
- 特征
- 多路性
- 独立性
- 及时性
- 交互性
- 分时系统的引入（用户需求）
实时系统
- 实时系统的类型
- 工业控制系统
- 信息查询系统
- 多媒体系统
- 嵌入式系统
- 实时任务的类型
- 周期性实时任务和非周期性实时任务
- 硬实时任务和软实时任务
- 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
- 实时系统的类型
微机操作系统（分类）
- 单用户单任务OS
- 单用户多任务OS
- 多用户多任务OS
嵌入式操作系统（特点）
- 系统内核小
- 系统精简
- 实时性高
- 具有可配置性
网络操作系统（特征）
- 硬件独立性
- 接口一致性
- 资源透明性
- 系统可靠性
- 执行并行性
分布式操作系统
- 特征
- 分布性
- 透明性
- 同一性
- 全局性
- 功能
- 通信管理功能
- 资源管理功能
- 进程管理功能
- 特征
OS定义：OS是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合
操作系统的基本特征
- 并发
- 共享
- 互斥共享方式
- 同时共享方式
- 虚拟
- 时分复用技术
- 虚拟处理机技术
- 虚拟设备技术
- 空分复用技术
- 时分复用技术
- 异步
操作系统的运行环境
- 操作系统内核
- 支撑功能
- 中断处理
- 时钟管理
- 原语操作
- 资源管理功能
- 进程管理
- 存储器管理
- 设备管理
- 支撑功能
- 处理机的双重工作模式
- 内核态（0）
- 用户态（1）
- 特权指令
- 非特权指令
操作系统的主要功能
- 处理机管理功能
- 进程控制
- 进程同步
- 进程通信
- 调度
- 作业调度
- 进程调度
- 存储器管理功能
- 内存分配与回收
- 静态分配方式
- 动态分配方式
- 内存保护
- 地址映射
- 内存扩充
- 请求调入功能
- 置换功能
- 内存分配与回收
- 设备管理功能
- 缓冲管理
- 设备分配
- 设备处理
- 文件管理功能
- 文件存储空间管理
- 目录管理
- 文件的读/写管理和保护
- 接口管理功能
- 用户接口
- 联机用户接口
- 脱机用户接口
- 图形用户接口
- 程序接口
- 用户接口
- 现代操作系统的新功能
- 保障系统安全
- 认证技术
- 密码技术
- 访问控制技术
- 反病毒技术
- 支持用户通过联网获取服务
- 网络通信
- 资源管理
- 应用互操作
- 可处理多媒体信息
- 接纳控制功能
- 实时调度
- 存储多媒体文件
- 保障系统安全
操作系统的结构
简单结构
模块化结构
分层式结构
微内核结构
- 基本概念
- 足够小的内核
- 基于客户/服务器模式
- 采用策略与机制分离原则
- 采用面向对象技术
- 基本功能
- 进程（线程）管理
- 低级存储器管理
- 中断和陷入处理
- 优点
- 提高了系统可扩展性
- 增强了系统的可靠性
- 增强了系统的可移植性
- 提高了对分布式系统的支持
- 融入了面向对象技术
- 基本概念
外核结构
系统调用
- 基本概念
- 运行在不同的系统状态
- 状态的转换
- 返回问题
- 嵌套调用
- 系统调用的类型
- 进程控制类系统调用
- 文件操纵类系统调用
- 进程通信类系统调用
