操作系统第一章笔记
计算机操作系统笔记第一章
------------- ——第一章 --------- ——-------操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充，其主要作用是管理好这些设备。
操作系统的目标与应用环境有关。
操作系统的目标：1. 方便性 2. 有效性：提高系统资源的利用率，系统的吞吐量 3. 可扩充性4. 开放性：系统能遵循世界标准规范。
操作系统是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地堆各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。
OS作为用户与计算机硬件系统之间接口的含义是：OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。
或者说，用户在OS帮助下能够方便、快捷、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。
OS是铺设在计算机硬件上的多层软件的集合，它们不仅增强了系统的功能，还隐藏了对硬件操作的具体细节，实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象模型。
用户通过命令方式，系统调用方式，图标-窗口方式来实现与操作系统的通信。
处理机管理是用于分配和控制处理机。
主要功能：创建和撤销进程，对诸进程的运行进行协调，实现进程之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理机分配给进程。
进程控制。
进程同步：主要任务是为多个进程(含线程)的运行进行协调，进程互斥式，进程同步式。
进程通信：任务是实现相互合作进程之间的信息交换。
存储器管理主要负责内存的分配和回收。
主要任务：为多道程序的运行提高良好的环境，提高存储器的利用率，方便用户使用，并能从逻辑上扩充内容。
功能：内存分配：主要任务是：(1) 为每道程序分配内存空间，使它们“各得其所”。
(2) 提高存储器的利用率，尽量减少不可用的内存空间( 碎片)。
(3) 允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要。
(静态分配方式：固定内存大小位置，动态分配方式) 内存保护：主要任务是：①确保每道用户程序都仅在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰。
②绝不允许用户程序访问操作系统的程序和数据，也不允许用户程序转移到非共享的其它用户程序中去执行。
linux操作系统课程学习笔记,我的Linux学习笔记·Linux操作系统基础
linux操作系统课程学习笔记,我的Linux学习笔记·Linux操作系统基础今天的笔记主要是关于Linux操作系统根底的相关学问。
那就从我⾯前的电脑开端讲起。
计算机和操作系统计算机主要包括五个部分：运算器，控制器，存储器，输⼊设备和输出设备。
通常，运算器，控制器再加上其他⼀些部件如寄存器等构成了我们通常所说的CPU(central processing unit)，存储器则主要是内存。
运算器，控制器和存储器可以实现数据的处理.但是数据从何⽽来，运算之后的结果去往哪⾥？这就需要输⼊设备和输出设备(I/O设备)。
我们通常⽤到的输⼊设备包括键盘⿏标等，输出设备为屏幕，打印机等。
值得⼀提的是，计算机中有个叫做硬盘的东西，它并不是存储器，⽽是⼀个I/O设备。
在将数据读取到内存时，它是⼀个输⼊设备；⽽将结果保存到磁盘时，它就变成了⼀个输出设备。
这么多设备整合在⼀起，就成了⼀台计算机。
它可以接收我们的指令(键盘⿏标)，通过运算(CPU)，把结果展⽰给我们(屏幕，硬盘等)。
但是这么多硬件是如何协调作⽤，共同完成⼀个任务⽽不会我⾏我素地乱来呢？我们需要⼀个东西，它可以控制硬件有序地⼯作，各⾃执⾏⾃⼰的任务，这个东西就是操作系统(Operating System)。
操作系统是⼀个特殊的软件，它的任务就是硬件管理—控制CPU的运算，控制内存的分配，控制计算机的⼏乎⼀切。
假如⼀台电脑没有操作系统，它可能只是⼀个艺术品，或者⼀堆废铁。
⼀个完整的操作系统包括内核和⼀些辅助软件。
内核的主要任务就是进⾏硬件管理，它是⼀个操作系统最基础最底层的东西。
内核若想很好地控制硬件并使其发挥相应的功能，需要和硬件相识相知相爱，他俩可以成为完美的⼀对，全都仰仗于驱动的帮忙。
驱动是硬件的灵魂，它向操作系统提供了访问和使⽤硬件的接⼝，以便在某项任务中最⾼效地调⽤硬件。
什么是LinuxLinux就是⼀个操作系统，它可以管理整个计算机硬件，并且可以接收我们的指令，来指挥硬件完成相应的任务，并把结果反馈给我们。
我的操作系统原理笔记和总结
1、操作系统的分类依照操作系统提供的效劳，大致能够把操作系统分为有单道和多道之分的批处置系统，有同时性和独立性的分时系统，有严格时刻规定的实时系统，可实现资源共享的网络系统，可和谐多个运算机以完成一个一起任务的散布式系统。
咱们使有的windows是网络式系统。
2、操作系统的结构操作系统具有层次结构……层次结构最大特点是整体问题局部化来优化系统，提高系统的正确性、高效性使系统可保护、可移植。
要紧优势是有利于系统设计和调试；要紧困难在于层次的划分和安排。
3、操作系统与用户（1）作业执行步骤操作系统提供给用户表示作业执行步骤的手腕有两种：作业操纵语言和操作操纵命令。
作业操纵语言形成批处置作业。
操作操纵命令进行交互处置。
（2）系统挪用操作系统提供的系统挪用要紧有：文件操作类，资源申请类，操纵类，信息保护类系统挪用往往在管态下执行。
当操作系统完成了用户请求的“系统挪用”功能后，应使中央处置器从管态转换到目态工作。
4、移动技术移动技术是把某个作业移到另一处主存空间去（在磁盘整理中咱们应用的也是类似的移动技术）。
最大益处是能够归并一些空闲区。
处置器治理一、多道程序设计系统“多道程序设计系统” 简称“多道系统”，即多个作业可同时装入主存储器进行运行的系统。
在多道系统中一点必需的是系统须能进行程序浮动。
所谓程序浮动是指程序能够随机地从主存的一个区域移动到另一个区域，程序被移动后仍不阻碍它的执行。
多道系统的益处在于提高了处置器的利用率；充分利用外围设备资源；发挥了处置器与外围设备和外围设备之间的并行工作能力。
能够有效地提高系统中资源的利用率，增加单位时刻内的算题量，从而提高了吞吐率。
（关键词：处置器，外围设备，资源利用率，单位算题量，吞吐率），但要注意对每一个计算问题来讲所需要的时刻可能延长，另外由于系统的资源有限，会产生饱和，因此并行工作道数与系统效率不成正比。
二、进程1、概念进程是一个程序在一个数据集上的一次执行。
大学计算机操作系统设计原理学习笔记
大学计算机操作系统设计原理学习笔记一、引言计算机操作系统是计算机科学中的重要组成部分，它负责管理计算机的硬件资源并提供各种服务给应用程序。
学习计算机操作系统的设计原理对于理解计算机系统的工作原理以及提升编程能力都具有重要意义。
本文将通过分析性论述的方式，结合具体操作方法和实例，介绍学习计算机操作系统设计原理的步骤和技巧。
二、学习步骤1. 理解操作系统的基本概念在学习操作系统设计原理之前，首先需要了解操作系统的基本概念和功能。
操作系统作为计算机系统的核心，它负责管理计算机的硬件资源，包括内存、处理器、设备等，并提供各种服务给应用程序。
熟悉操作系统的基本概念和功能可以为后续的学习奠定基础。
2. 学习操作系统的结构和组成操作系统的结构和组成是理解其设计原理的关键。
操作系统通常由内核和外壳组成，内核负责管理硬件资源，而外壳则提供用户界面和应用程序接口。
了解操作系统的结构和组成可以帮助我们理解其工作原理和实现方式。
3. 研究操作系统的运行机制操作系统的运行机制是其设计原理的核心内容。
操作系统通过调度算法、内存管理、文件系统等机制来优化资源利用和提供服务。
研究操作系统的运行机制可以帮助我们理解其工作原理，并且可以通过实验和实践来加深理解。
4. 分析和比较不同操作系统的设计原理在学习操作系统设计原理的过程中，可以选择一些经典的操作系统来进行分析和比较。
例如，UNIX、Windows、Linux等操作系统都有各自独特的设计原理和实现方式。
通过分析和比较不同操作系统的设计原理，可以加深对操作系统的理解，并且为自己的设计提供参考。
三、具体操作方法举例1. 学习操作系统的基本概念在学习操作系统的基本概念时，可以选择一本权威的教材或者参考资料作为学习的基础。
这些教材通常会详细介绍操作系统的基本概念和功能，并且提供一些实例和案例来帮助理解。
同时，可以通过搜索引擎或者在线学习平台找到一些相关的课程或视频来进行学习。
2. 学习操作系统的结构和组成学习操作系统的结构和组成可以通过查阅相关的书籍和文献来进行。
操作系统笔记
操作系统笔记(总17页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March操作系统的定义：操作系统(Operating System, OS)是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充操作系统的目标和作用在计算机系统上配置操作系统主要目标与计算机系统的规模和应用环境有关。
操作系统的目标方便性硬件只能识别机器代码（0、1）OS提供命令，方便用户使用计算机有效性使CPU、I/O保持忙碌，充分利用使内存、外存数据存放有序，节省空间合理组织工作流程，改善资源利用率，提高吞吐量可扩充性计算机技术的发展：硬件/体系结构/网络/InternetOS应采用层次化结构，便于扩充和修改功能层次和模块开放性支持网络环境，兼容遵循OSI标准开发的硬件和软件操作系统的作用1. 用户与计算机硬件系统之间的接口命令方式用户通过键盘输入联机命令(语言)系统调用方式用户程序通过系统调用，操纵计算机图形、窗口方式用户通过窗口、图标等图形界面操纵计算机2.计算机系统资源管理者4大类资源：处理机；存储器；I/O设备；信息（文件：程序、数据）3.对计算机资源的抽象(扩充机器)裸机：只有硬件的计算机，难以使用虚机器：在裸机增加软件(OS等)，功能增强，使用方便推动操作系统发展的主要动力1.不断提高计算机资源利用率早期计算机很昂贵，为提高资源利用率，产生了批处理系统2.方便用户为改善用户上机、调试程序时的条件，产生了分时系统3.器件的不断更新换代OS随之更新换代，如：8位->16位->32位4.计算机体系结构的不断发展单处理机OS->多处理机OS->网络操作系统操作系统的发展过程无操作系统时代OS尚未出现，人们如何使用计算机人工操作方式人工操作方式的缺点用户独占全机CPU等待人工操作结果：资源利用率低下脱机输入输出系统低速设备纸带机/卡片机高速设备磁带/磁盘I/O速度提高，缓解了I/O设备与CPU的速度矛盾主机：用于计算的主计算机外围机：也是计算机，处理输入输出，使之不占用主机CPU时间外围机控制输入/输出输入：低速设备->高速设备输出：高速设备->低速设备输入和输出使用独立于主机的外围机，不占用主机的CPU时间，是脱机过程，因此叫做脱机输入/输出方式单道批处理系统计算机发展的早期，没有任何用于管理的软件，所有的运行管理和具体操作都由用户自己承担，任何操作出错都要重做作业，CPU的利用率甚低。
哈工大操作系统读书笔记
哈工大操作系统读书笔记在哈尔滨工业大学的计算机科学与技术专业的学习中，操作系统是我们学科的核心课程之一。
为了更好地掌握操作系统的基本原理和技术，我认真阅读了相关教材，并做了一些笔记。
一、操作系统的基本概念1. 操作系统定义：操作系统是控制计算机硬件和软件资源，管理用户程序运行，提供用户界面和应用程序开发环境的一种系统软件。
2. 操作系统功能：主要功能包括处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理以及用户界面。
二、处理机管理1. 进程的定义：进程是程序的一次执行，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
2. 进程的状态：包括新建、就绪、运行和阻塞四种状态。
3. 进程控制块PCB：用于描述进程的基本信息和运行状态。
4. 进程调度算法：包括先来先服务、最短作业优先、最短剩余时间优先等。
三、存储管理1. 内存分配方式：包括固定分区、可变分区、分页和分段。
2. 内存置换算法：包括先进先出、最近最少使用、最佳置换算法等。
3. 虚拟内存的概念：通过将内存和外存统一管理，为用户提供一个比实际内存大得多的虚拟内存空间。
四、文件管理1. 文件系统的概念：文件系统是操作系统中负责管理和存储文件信息的软件部分。
2. 文件的分类：按性质分为系统文件和用户文件；按内容分为文本文件和二进制文件；按存储方式分为顺序文件和随机文件。
3. 文件的访问方式：包括顺序访问和随机访问。
五、设备管理1. 设备驱动程序的概念：设备驱动程序是操作系统与硬件设备交互的接口，负责设备的初始化和释放、设备的读写操作以及设备的状态查询等。
2. 缓冲技术的概念：缓冲技术是解决I/O设备速度与CPU速度不匹配问题的一种方法，通过在内存中开辟一块缓冲区，暂时存放输入输出数据，以实现数据的同步传输。
3. 设备分配与回收：设备分配的主要任务是确定哪些进程可以使用哪些设备，并满足设备的互斥使用和独立性等约束条件；设备回收的任务是在进程终止时，将设备的使用权收回并重新分配给其他进程使用。
android移动应用开发技术课第一章笔记
android移动应用开发技术课第一章笔记第一章：Android移动应用开发技术课笔记一、引言在当今移动互联网时代，Android系统以其开放性和普及率成为了最受欢迎的移动操作系统之一。
随着移动应用市场的不断扩大，对Android移动应用开发技术的需求也日益增加。
学习和掌握Android移动应用开发技术成为了越来越多人的选择。
二、Android移动应用开发技术概述1. 什么是Android？Android是一款基于Linux操作系统的开源移动设备操作系统，主要用于触摸屏移动设备，如智能手机和平板电脑。
Android操作系统的开放性使得开发者可以自由定制和开发应用，受到了广大用户的喜爱。
2. Android移动应用开发技术的重要性随着信息化和数字化的发展，移动应用成为了人们获取信息和进行交流的重要方式。
而Android作为最主流的移动操作系统之一，其应用的开发和推广具有巨大的市场潜力和商业价值。
掌握Android移动应用开发技术成为了许多开发者和从业者的追求目标。
三、学习Android移动应用开发技术的重要性1. 对于个人的意义学习Android移动应用开发技术可以提升个人的职业技能，并且在移动应用开发领域有更多的发展机会。
可以通过开发自己的应用来实现个人价值和创造财富。
2. 对于企业的意义随着移动互联网的发展，各类企业都希望拥有自己的移动应用，以提升品牌形象和服务用户。
懂得Android移动应用开发技术的人才对企业来说显得格外宝贵。
四、学习Android移动应用开发技术的途径1. 自学通过阅读相关书籍、网上教程和参加线上培训班，可以自学Android 移动应用开发技术。
这种方式需要具备较好的自学能力和毅力。
2. 参加培训班选择权威的培训机构进行系统的学习和培训，可以更快速、系统地学习Android移动应用开发技术。
五、Android移动应用开发技术的未来发展随着人工智能、物联网、区块链等技术的不断发展，Android移动应用开发技术也将不断拓展应用场景和技术深度。
02325 计算机系统结构(自考)第一章 概论 笔记(手写)
1计算机系统的的层次结构以现代通⽤计算机系统可以分成哪⼏级它们的相对位置各机器级的实现是⽤的翻译技术还是解释技术z⽬前情况来看MO ⽤硬件实现⼤的数2软件层⾼级语⾔通过软件MI ⽤微程序固件实现实现2汇编语⾔M 2M 5⽤软件实现ii 传统机器语⾔䎚鱲2瀶固件就是具备软件功能的⼀种硬件硬件实现作业控制语⾔微程序以什么是翻译技术什么是解释技术翻译技术⽤转换程序将⾼⼀级机器级上的程序整个地址转换为低⼀级机器级上的等效程序之后在低⼀级机器级上实现的技术解释技术在低级机器级上⽤⼀串语句或指令来仿真⾼级机器级上的⼀条语句或指令的功能是通过对⾼级机器级上的每条语句或指令逐条解释的技2.1计算机系统结构组成和实现的定义和研究⽅⾯1从计算机的层次结构⻆度来看系统结构system Architecture 是对计算机系统中各级界⾯的定义及其上下的功能分配iiiiii2计算机系统结构也称计算机系统的体系结构computer Architecture 它只是系统结构中的⼀部分指的传统机器语⾔机器级州的系统结构因此它是软件和硬件1固件的交接⾯是机器语算结论计算机系统结构研究的是软硬件之间的功能分配以及对传统机器级界⾯的确定为机器语⾔汇编语⾔程序设计者或编译程序⽣成系统设计或⽣成的程序能在机器结嘔趣魂䃴䏈臨嚹櫉出㒧瀃暶软礮 嚻㗸磡璐璐额嚻嚻 㓸年就⽬前的通⽤机和总其计算机系统结构的属性包括以D 硬件能够直接识别和处理的数据类型及格式等的数据表示系最⼩可寻址单位寻址种类地址计算等的寻址⽅式统通⽤寄存器的设置涨数量使⽤约定等的寄存器组织以⼆进制或汇编指令的操作类型格式排序⽅式控制机构等的指全系统构外主存的最⼩编址单位编址⽅式容量最⼤可编址空间等的存储系统组织以中断的处理与分级中断处理程序的功能与⼊⼝地址等的中断机构系统机器级的管态与⽤户态的定义与切换8输⼊1输出设备的连接使⽤⽅式流量操作结束出错指示等的机器级⼯10结构以系统各部分的信息保护⽅式和保护机构等属性_Énn 囎的讞囄 龖嚻欏㺦䵴 邈悦的縅 辄算樾设计䯁ì点2专⽤部件的设置是否设置乘除法浮点运算字符处理地址运算等专⽤部件设置的数量与机器要达到的速度价格以及专⽤部件的使⽤频率有关机烈各种操作对部件的共享程度分时共享使⽤程度⾼虽然限制了速度但价格便宜设置部件的降低共享程度因操作系统并⾏度提⾼可提⾼速度但价格也会提⾼4功能部件的并⾏度是⽤顺序串⾏还是⽤重叠流⽔或分布式控制和处理iii 䨊i ǐiiiiiiii iiiiiiiiin 控制机构的组成⽅式⽤硬件还是微程序控制是单机处理还是的机或功能分布处理成7预估预判技术⽤什么原则为优化性能预测未来⾏为6计算机的实现computer Implementation指的是计算机组成的物理实现包括处理机珔等部件的物理结构器件的集成度和速度器件模块插件底板的划分与连接专⽤器件的设计微组装技术信号传输电源冷却及整机装配技术等7计算机实现的设计着眼于器件技术和微组装技术器件技术起着主导作⽤8指令系统的确定属于计算机系统结构指令的实现如取指令指令操作码译码计算操作数地址取数运算送结果等的操作的安排三和排序属于汢籃噍感实现这些指令功能的具体计电路器件的说⽜的装⾣䃢⼰技术属于计算机实现ftpmsn琺迹歛辔緪appointingpinetnn感乘法器加法⼀位移器的物理实现中的类型叔美成度数量价格以及微组装技术的确定和选择属于计算机实现-0ns中央处理机任存算外⼀箱溜畦侧的概念性结构图䃴嚻蜘理雄和醚-嚻制品外诞级槬以瑡⼼纙斌䴍出硬件⽅⾯2通道机实设备控制器i10机器1汇编指令系统数据表示是否采⽤通道⽅式输⼊1输出的确定属于计算机系统结构指令采⽤重叠流⽔还是其他⽅式解释数据通路宽度的确定通道采⽤结合型还是独⽴型属于计算机组成2.2系统结构组成和实现的相互关系和影响1相同结构如指令系统相同的计算机可以因速度不同⽽采⽤不同的组成⼀种组成也可以有多种不同的实现⽅法2组成也会影响结构了组成设计向上决定结构向下受限于实现技术4由于计算机组成和计算机实现关系密切有⼈将它们合称计算机实现即计算机系统的逻辑实现和物理实现ǜjiiiiii iiiiiiii能分配和确定程序设计者所看到的机器级界⾯的计算机系统结构称结论计算机系统结构设计的任务是进⾏软硬件的功能分配确定传统机器级的软硬件界⾯但作为计算机系统结构这⻔学科来讲实为程序设计者看到的计算机系统结构把着眼于如何更好更合理地实现分配给硬件的功能的计算机组成称为计算机设计者看到的计算机系统结构3计算机系统的软硬件取舍与设计思路引软硬件实现的优缺点1从原理上来讲软件的功能可以由硬件或固件来完成硬件的功能也可以由软件来模拟完成只是它们在性能价格实现的难易程度是不同的2软件实现的速度慢编制复杂编程⼯作量⼤程序所占存储空间量较的i 但是所花硬件少硬件的实现上也就相对简单容易硬件的成本低解题的灵活性和适性就好了具有相同功能的计算机系统其软硬件功能分配⽐例可以在很宽的范围内变化如下图⼀般来说提⾼硬件功能的⽐例可提⾼解题速度减少程序所需的时间但会增加硬件成本降低硬件利⽤率和计算机系统的灵活性及适应性提⾼软件功i ǘjf ǘǜǜ是⾼系统的灵活性适应性但是解题速度会下降软件设计费⽤和所需的存储器⽤量增加了原则D 应考虑在现有的硬器件主要是逻辑器件和存储器件的条件下系统要有⾼的性价⽐以实现费⽤速度和其他性能⽅⾯考虑2要考虑到准备采⽤和可能采⽤的组成技术使之尽可能不要过的或不合理地限制各种组成实现技术的采⽤了不能仅从硬的⻆度考虑如何便于应⽤组成技术的成果和便于发挥器件技术的发展还应从软的⻆度把如何为编译和操作系统的实现以及1⾼级语⾔程序的设计提供更的更好的硬件⽀持放在⾸位软硬件取舍的最终⽬标提⾼性能降低消耗评判性能的标准使⽤者响应时间完成任务的时间服务者吞吐量单位时间内的⼯作总量2软硬件取舍成本计算13软件开发费⽤C 软件重复设计的次数品硬件开发费⽤R 软件复制和存储的次数的更件实现的费⽤i Dn Nt Mn Ms 软件重复⽣产的费⽤例如批量部署1软件实现的费⽤Ds x clvtM tn Mn 硬件重复⽣产的费⽤⽣产计算机系统台数3.3计算机系统的定量设计原理真实程序的运⾏时间是衡量计算机性能的唯⼀可靠的①⼤概率事件优先原则喧⾛曼n 铡压n 缩原理oir提⾼经常性事件的处理速度经常性事件例如程序中的循环体②阿姆达尔Amdahl 定律定义系统性能的加速⽐确定对性能限制最⼤的部分计算改进某些部件所获得的性能提⾼③程序的局部性 效旦 璧和空间㞗盥改进效果好的⾼性能系统应是个各部分性能功能平衡得到提⾼的系统时间局部性现在正在使⽤的信息将来还要使⽤如程序中存在循环空间局部性将来要使⽤的信息与现在正在使⽤的信息在程序位置上是相邻的因为指令通常是顺序存放的数据也通常是以向量阵列树表等形式簇数据时间局部性空间局部性And 定律系统性能改进前⼆总执⾏时间部件加速⽐指令循环语句总加速⽐⼆系统性能改进后总执⾏时间瞿善⼆1-可改进⽐例可改进⽐例变量数据顺序语句字符串常量数据4计算机系统的设计⽅法①计算机系统⼀般有3种设计⽅法D 由上往下⾃顶向底专⽤机设计⽅法先考虑满⾜应⽤要再逐级向下设计串⾏设计⽅法周期⻓成本⾼难以量化2由下往上⾃底向顶通⽤机设计⽅法不考虑应⽤要求先根据已有条件设计硬件软件设计需要被动地适应硬件3⾃中间开始向两边设计它可以克服以上两⽅式中软硬件设计分离和脱节的致命缺点5软件应⽤器件的发展对系统结构的影响-5.1软件发展对系统结构的影响①软件的可移植性Portability 指的是软件不修改或只经少量修改就可由⼀台机器移到另⼀台机器上运⾏同⼀软件可应⽤于不同的环境软件兼容性i 向后兼容第⼀代电⼦管valve 1945-1954IBM 701机器档次当前机器第⼆代i 晶体管Transistor 19551964IBM7030㿚䨻容向后兰道时间第三代集成电路四1965-1974IBM张巧第四代⼤规模集成电路以红19741940IBM 3090Pc 第五代微处理器19902000IntelArm ②实现可移植性的常⽤⽅法D 采⽤系列机由同⼀⼚家⽣产的具有相同的系统结构但具有不同组成和实现的⼀系列不同型号的机器2模拟和仿真使件能够在具有不同系统结构的机器之间相互移植3i 实理软件移植的⼀种理想的⽅法例如Java 语⾔程序能在不同架构平台上运⾏模拟姚妣啊䲉犌⻰台 瞅⼀雅 额殆机⼀⼀刷啪镶处理器件发展历史通常⽤〇解释的⽅法去实现运⾏速度慢性能较差只适⽤于移植运⾏时间短使⽤次数少且在时间短上没有约束和受限制的软件仿真emulation ⽤⼀台现有的机器缩主机上的微程序〇去解释另⼀台机器⽬标机的指令集运⾏速度⽐模拟⽅法的快仿真只能在系统结构差距不⼤的机器之间使⽤区别模拟和仿真的区别在解释使⽤的语⾔模拟是⽤机器语⾔程序解释解释程序存储于主存中仿真使⽤微程序解释解释程序存储于控制存储器中③模拟与仿真的选择离频繁使⽤易于仿真的机器指令宜⽤仿真以提⾼速度较少使⽤的难以仿真的指令以及北操作宜⽤模拟即使两种机器系统差别不⼤往往也需要⽤模拟来完成机器间的映像11④3种⽅法的优缺点统⼀⾼级语⾔可以解决结构相同或完全不相同的机器间移植是未来发展⽅向但是⽬前难以解决只能做到相对统⼀系列机是当前遍采⽤的⽅法但只能实现同⼀系列内的软件兼容虽然允许发展变化但兼容的约束反过来会阻碍系统结构取得突破性的进展模灵活可实现不同系统结构间的软件移植但结构差别过⼤时效率速度会急剧下降伤真在速度上损失⼩但不灵活只能差别不⼤的系统之间使⽤否则效率也会过低且难以仿真需要与模拟结合才⾏此外发展异种机联⽹也是实现软件移植的⼀种途径5.2应⽤的发展对系统结构的影响不同的应⽤对计算机系统结构的设计提出了不同的要求应⽤需求是促使机算机系统结构发展的最根本的动⼒在不同的领域需要⾼性能的系统结构多媒体引了游戏⾼清影⾳⽹络应⽤⾼性能路由防⽕墙科学计算天⽓预报⽯油勘探班⽤户⻘尵 器件⼚家⽣产时固定的器件的⽤户即机器设计者只能使⽤不能改变器件内部功能现场为⽤户根据需要可改变器件内部功能⽤户为专⻔按⽤户要求⽣产的⾼度集成的以红器件完全按照⽤户要求设计的⽤户⽚称为全⽤户⽚⼀般同⼀系列内各档机器可分别⽤通⽤⽚现场⽚和⽤户为实现6系统结构的并⾏性开发及计算机轰统的分类6.1并⾏性概念与开发6.1.1并⾏性的含义与级别①并⾏性包含同时性和并发性两重含义⾃然性simultaneity 指两个或约个事件在同⼀时刻发⽣并发性concurrency 指两个或㑜事件在同⼀⽇②䲜䉪厵并⾏鍳靠 礜为了能并⾏处理以提⾼计算机解题的效率CnnD 计算机系统执⾏程序⻆度由低到⾼等级齽产操作之间的并⾏执⾏2指令之间放条指令的并⾏执⾏14作业或程序之间c______12计算机系统中处理数据⻆度由低到⾼等级冯⽒分类法1972冯泽云1位串字串同时只对⼀个字 齹⼯整处理通常指串⾏单处理机⽆并⾏性2位并字串并⾏单处理机3i 位为串字并不⼀⼀对许的字的同⼀位称位⽚进⾏处理3并⾏性贯穿于计算机信息加⼯的各个步骤和阶段的i 存储器操作并⾏2处理器操作并骤并⾏了处理器并⾏tiiiiii inin4指令任务作业并⾏皊之⼆及以上的并⾏是所处之理机同0时对然⾦撧或相关的的组娄-対居进⾏处理操作上避流的数据流计算机6.1.2并发性开发的途径时间重叠i鼝相互错不轮流重叠使⽤同⼀套硬件设备的各个部分加快硬件周转来赢得速度②资源重复邈邈䟐群Replication重复设置硬件资源来提⾼可靠性或性能③资源共享逛䬒aresharing⽤软件⽅法让的个⽤户按⼀定时间顺序轮流使⽤同⼀套资源来提⾼资源利⽤率相应地6.1.3多机系统的耦合度耦合度⽤于反映的机系统中各机器之间物理连接的紧密度和交叉作⽤能⼒的强弱1各种脱机处理系统是最低耦合系统lease coupled system 2多台计算机通过通道或通信线路实现互连以较低频带在⽂件或数据集⼀级相互作⽤这种系统被称为松散耦合系统loosely a system或间接耦合系统Indirectly Coupled system3多台计算机通过总线或⾼速开关琏共享主存有较⾼的信息传输速率可实现数据集⼀级任务级作业级并⾏则称该系统为紧密耦合系统Tighcoupled system 或直接耦合系统Directly c oupled system 6.1.4计算机系统的分类弗林分类瀓按照指令流和数据流的的倍性进⾏分类共分为4类数据流由执令流调⽤的数据序列圝鬬管⾔ 䨻⽇搻䲜时处于同⼀执⾏阶段的指令或数据的最⼤数⽬单指令流单数据流GED Single Instruction stream Single Data stream 单指令流的数据流Gen single Instruction stream Multiple Data Stream 阵列处理机和相联处理机多指令流多数据流㟗⽆实现对应的应⽤传统的单处理计算机多指令流单数据流MIS D -。
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第一章操作系统引论1、Android DOS LINUX WINDOWS Symbian iOS UNIX CentOS是操作系统2、计算机系统的组成计算机系统：计算机硬件：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备计算机软件：包括操作系统3、相关概念裸机：没有配置任何软件的计算机。
软件:是在硬件基础之上对硬件的性能加以扩充和完善。
虚拟机：一个裸机在每加上一层软件后，就变成了一个功能更强的机器，我们把这种“功能更强的机器”称之为“虚拟机”或“扩展机”。
4、操作系统的定义操作系统（operating system，简称OS）操作系统是一组控制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。
操作系统是系统软件的核心。
5、操作系统的目标（1）.方便性：用户通过命令使用计算机（2）.有效性：保持忙碌且内外存数据有序,节省空间（3）.可扩充性：采用层次化结构便于增加和修改（4）.开放性：遵循OSI国际标准彼此兼容实现互连6、操作系统的作用（1）OS作为用户与计算机硬件系统的接口（2）OS作为计算机系统资源的管理者（3）OS用作扩充机器7、推动操作系统发展的主要动力•不断提高计算机资源利用率•方便用户•器件的不断更新换代•计算机体系结构的不断发展•不断的提出新的要求8、计算机的发展过程计算机发展分为四个阶段：⏹1946～50年代末：第一代，电子管时代，无操作系统。
⏹50年代末～60年代中：第二代，晶体管时代，批处理系统。
⏹60年代中～70年代中：第三代：集成电路时代，多道程序设计。
⏹70年代中期～至今：第四代：大规模、超大规模集成电路时代，分时系统。
9、操作系统的发展过程（1）. 人工操作方式电子管计算机，无操作系统，由手工控制作业的输入输出,通过控制台开关启动程序运行。
人工操作方式的缺点：用户独占全机。
计算机及其全部资源只能由上机用户独占。
手工装卸、人工判断、手工修改与调试内存指令等造成CPU空闲，CPU 等待人工操作。
（2）、脱机输入/输出方式程序和数据的输入输出都是在外围计算机的控制下完成的。
优点：1）减少了CPU的空闲时间2）提高了I/O速度（3）、单道批处理系统晶体管计算机，操作系统的雏形，称为监督程序。
把若干个作业合成一批，调入计算机执行，完成后再调入下一批作业。
（考试）单道批处理系统的特征：(1) 自动性：无需人工干预(2) 顺序性：先调入的先完成(3) 单道性：内存中仅有一道程序（4）、多道批处理系统a、多道程序运行的特点为：•多道：在内存中放多道程序,使它们在管理程序的控制下相互穿插地运行。
•宏观上并行：同时有多道程序在内存运行，某一时间段上，各道程序不同程度地向前推进。
•微观上串行：任一时刻最多只有一道作业占用CPU，多道程序交替使用CPU 。
b、多道批处理系统的优缺点(1) 资源利用率高：共享资源(2) 系统吞吐量大：各部件保持忙碌且切换不频繁(3) 平均周转时间长：作业的周转时间是指从作业进入系统开始，直至其完成并退出系统为止所经历的时间(4) 无交互能力：对修改和调试带来不便C、多道批处理需要解决的问题(1)处理机争用问题。
(2) 内存分配和保护问题。
(3) I/O设备分配问题。
(4) 文件组织与管理问题。
(5) 作业管理问题。
(6) 用户与系统接口问题。
10、分时系统1）推动多道批处理系统形成和发展的动力是提高资源利用率和系统吞吐量。
2）推动分时系统形成和发展的主要动力是用户的需要：交互、共享主机、方便上机。
3）分时系统是指在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的键盘，以交互的方式使用计算机，共享主机中的资源。
4）第一个分时操作系统CTSS5）分时系统的思想采用时间片轮转的方法，同时为许多终端用户服务，对每个用户能保证足够快的响应时间，并提供交互会话的功能。
时间片：将CPU的时间划分成若干个片段,称为时间片，操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务6）分时系统实现中的关键问题(1) 及时接收。
(2) 及时处理。
7）分时操作系统特点多路性：允许同一主机联接多台终端。
独立性：每一用户独占一个终端。
及时性：用户请求能及时响应。
交互性：可进行广泛的人机对话。
11、实时系统1）概念：指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。
2）实时任务的分类：按任务执行时是否呈现周期性来划分（1）周期性实时任务（2）非周期性实时任务根据对截止时间的要求来划分（1）硬实时任务（2）软实时任务3）实时系统与分时系统特征的比较（1）多路性：系统对多路现场进行采集（2）独立性：每个终端独立工作（3）及时性：截止时间（4）交互性：访问特定的专用服务程序（5）可靠性：要求高12、微机操作系统（1）单用户单任务OS（2）单用户多任务OS（3）多用户多任务OS13、什么是嵌入式系统在各种设备、装置或系统中，完成特定功能的软硬件系统它们是一个大设备、装置或系统中的一部分，这个大设备、装置或系统可以不是“计算机”通常工作在反应快或对处理时间有较严格要求环境中由于它们被嵌入在各种设备、装置或系统中，因此称为嵌入式系统14、操作系统的基本类型（一）批处理操作系统的主要特征：⏹用户脱机使用计算机⏹成批处理⏹多道程序运行（二）分时操作系统的主要特征：⏹交互性⏹多用户同时性⏹独立性（注）UNIX是当今最流行的一种多用户分时操作系统（三）实时操作系统即时响应高可靠性（四）通用操作系统人计算机操作系统15、操作系统的特征（1）并发性（2）共享性（3）虚拟性（4）异步性（注）并发特征是OS最重要的特征，其它三个都是以并发为前提的（一）并发性1）概念：并发是指在内存中放多道作业，在一个时间段上来看，每一道作业都能不同程度地向前推进。
但在任何一个时间点上只能有一道占用CPU2）相关概念：（1）串行：在内存中每次只能放一道作业，只有它完全执行完后别的作业才能进入内存执行。
（2）并行：存在于有多个CPU的环境中，在内存中放多道作业，在任一时间点上都可能有多道作业在不同的CPU上同时执行。
（3）引入进程：程序是静态实体，在多道程序系统中，不能并发执行，操作系统引入进程的目的就是为了使多个程序能并发执行。
（4）引入线程：进程是操作系统中可以拥有资源并作为独立运行的基本单位。
（二）共享性1）概念：共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程（线程）共同使用。
2）实现共享方式：（1）互斥共享方式：一段时间内只允许一个进程使用，如音频设备、打印机等（2）同时访问方式：允许在一段时间内由多个进程“同时”访问，如磁盘文件（三）虚拟性⏹通过某种技术将一个物理实体映射为若干个逻辑上对应物。
⏹虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率。
⏹操作系统中利用了两种方式实现虚拟技术：时分复用技术和空分复用技术。
（1）时分复用技术（即分时使用方式）虚拟处理机技术虚拟设备技术（2）空分复用技术虚拟磁盘技术虚拟存储器技术（四）异步性多道程序环境下程序的执行，是以异步方式进行的；每个程序在何时执行，多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定和不可预知的。
进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性。
15、操作系统的主要功能：⏹处理机管理⏹存储器管理⏹设备管理⏹文件管理⏹用户接口16、OS结构设计1.无结构OS：内部混乱在早期开发操作系统时，设计者只是把他的注意力放在功能的实现和获得高的效率上，缺乏首尾一致的设计思想。
这种OS是无结构的。
2. 模块化OS结构模块化程序设计技术，是基于“分解”和“模块化”原则来控制大型软件的复杂度的。
模块划分原则及优缺点a.内聚性：模块内的紧密程度，越高越好b.耦合性：模块间的相互影响，越低越好⏹优势：（1）提高设计的正确性，可理解性和可维护性（2）增强OS的适应性（3）加速OS的开发过程⏹存在问题：（1）模块接口设计难度大（2）无序模块法，增加开发人员的难度3.分层式OS结构1) 有序分层的基本原则：每一层仅能使用其底层提供的功能和服务2) 优缺点a.易保证系统的正确性：自下而上设计b.易于扩充和维护：相邻层次之间改动c.系统效率降低：单向依赖，跨层通信复杂17、客户/服务器模式（C/S模式）客户/服务器模式的优点（1）数据的分布处理和存储（2）便于集中管理（3）灵活性和可扩充性（4）易于改编应用软件18、. 面向对象的程序设计技术面向对象技术的优点特点：在面向对象的技术中，是利用被封装的数据结构和一组对它进行操作的过程，来表示系统中的某个对象的。
优点：•重用性：利用已有的类，构建新的系统•可修改性和可扩充性：改变对象的表示、继承•正确性和可靠性：对象独立调试19、微内核技术微内核技术特点：（考试）(1) 内核足够小(2) 基于C/S模式(3) 机制与策略分开(4) 面向对象微内核的基本功能：(1) 进程（线程）管理(2) 低级存储器(3) 中断和自陷入处理优点：(1)提高系统的可扩展性(2)增强系统的可靠性(3)可移植性(4)对分布式系统的支持(5)面向对象技术4．试说明推动多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）器件的不断更新换代；（4）计算机体系结构的不断发展。
6．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。
7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。
解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。
针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。
11．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性24．在基亍微内核结构的OS中，应用了哪些新技术？答：在基于微内核结构的OS 中，采用面向对象的程序设汁技术。
20．什么是微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？答：把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次（即用户模式）中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核技术。