計算機操作系統(tǒng)考研輔導

1、1計算機操作系統(tǒng)計算機操作系統(tǒng)第一章第一章 操作系統(tǒng)概論操作系統(tǒng)概論2考研專業(yè)解析之計算機科學與技術(shù)專業(yè)考研專業(yè)解析之計算機科學與技術(shù)專業(yè) 計算機專業(yè)分兩個一級學科：計算機科學與技計算機專業(yè)分兩個一級學科：計算機科學與技術(shù)專業(yè)屬于一級學科（北京大學、清華大學、國術(shù)專業(yè)屬于一級學科（北京大學、清華大學、國防科技大學、北京航空航天大學、南京大學、哈防科技大學、北京航空航天大學、南京大學、哈爾濱工業(yè)大學、上海交通大學、北京協(xié)和醫(yī)學院爾濱工業(yè)大學、上海交通大學、北京協(xié)和醫(yī)學院清華大學醫(yī)學部），下設(shè)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計清華大學醫(yī)學部），下設(shè)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機軟件與理論、計算機應(yīng)用技術(shù)等二級學科。算機軟

2、件與理論、計算機應(yīng)用技術(shù)等二級學科。軟件工程也屬于一級學科（軟件工程也屬于一級學科（2011年新設(shè)）年新設(shè)）3 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要研究計算機硬件與軟主要研究計算機硬件與軟件的功能分配、軟硬件界面的劃分、計算機件的功能分配、軟硬件界面的劃分、計算機硬件結(jié)構(gòu)組成與實現(xiàn)方法及技術(shù)，其中硬件結(jié)構(gòu)組成與實現(xiàn)方法及技術(shù)，其中嵌入嵌入式系統(tǒng)式系統(tǒng)無疑是當前最熱門、最有發(fā)展前途的無疑是當前最熱門、最有發(fā)展前途的方向之一方向之一.還包括機器人、語言識別、圖像還包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理等識別、自然語言處理等 。華中科技大學華中科技大學4 計算機軟件與理論專業(yè)主要研究軟件設(shè)計、計算

3、機軟件與理論專業(yè)主要研究軟件設(shè)計、開發(fā)、維護和使用過程中涉及的軟件理論、開發(fā)、維護和使用過程中涉及的軟件理論、方法和技術(shù)，探討計算機科學與技術(shù)發(fā)展方法和技術(shù)，探討計算機科學與技術(shù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)的理論基礎(chǔ).包括嵌入式軟件、圖形圖像與包括嵌入式軟件、圖形圖像與多媒體、操作系統(tǒng)、計算機語言與編譯系多媒體、操作系統(tǒng)、計算機語言與編譯系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與信息安全等。吉林大學、復(fù)旦統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與信息安全等。吉林大學、復(fù)旦大學、中國科技大學、武漢大學。重點培大學、中國科技大學、武漢大學。重點培育學科：浙江大學、重慶大學。育學科：浙江大學、重慶大學。5 計算機應(yīng)用技術(shù)的研究方向非常廣泛，包計算機應(yīng)用技術(shù)的研究方向非常廣泛

4、，包括網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)括網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘、多媒體與智能用、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘、多媒體與智能信息檢索、數(shù)據(jù)網(wǎng)格與知識網(wǎng)格、計算機信息檢索、數(shù)據(jù)網(wǎng)格與知識網(wǎng)格、計算機視覺與虛擬現(xiàn)實、模式識別與圖像處理等。視覺與虛擬現(xiàn)實、模式識別與圖像處理等。東北大學、東南大學、浙江大學、安徽大東北大學、東南大學、浙江大學、安徽大學、四川大學、西北工業(yè)大學。重點培育學、四川大學、西北工業(yè)大學。重點培育學科：電子科技大學。學科：電子科技大學。 6考試試題題型結(jié)構(gòu)考試試題題型結(jié)構(gòu)共兩個大題：共兩個大題：1、選擇題、選擇題80分分(40個小題，每小題個小題，每小題

5、2分分)，綜合應(yīng)用，綜合應(yīng)用題題70分。分。2、操作系統(tǒng)占、操作系統(tǒng)占35分分(占占23%)3、單項選擇題主要考查基本概念、基本原理和方法，、單項選擇題主要考查基本概念、基本原理和方法，注重死記類知識點。注重死記類知識點。 2011年新大綱中年新大綱中 ,從試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)上講，四大部分從試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)上講，四大部分的分值依舊是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分值依舊是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)45分，計算機組成原理分，計算機組成原理45分，操作系統(tǒng)分，操作系統(tǒng)35分，計算機網(wǎng)絡(luò)分，計算機網(wǎng)絡(luò)25分。試卷的題分。試卷的題型結(jié)構(gòu)也與去年相同，單項選擇題共型結(jié)構(gòu)也與去年相同，單項選擇題共40小題，每小題，每小題小題2分，合計分，合計80分；綜

6、合應(yīng)用題分；綜合應(yīng)用題70分。分。7考查目標考查目標 1. 掌握操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理掌握操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本功能，理解操作系統(tǒng)的整體運行過程。和基本功能，理解操作系統(tǒng)的整體運行過程。2. 掌握操作系統(tǒng)進程、內(nèi)存、文件和掌握操作系統(tǒng)進程、內(nèi)存、文件和I/O管理的策略、算法、機制以及相互關(guān)系。管理的策略、算法、機制以及相互關(guān)系。3. 能夠運用所學的操作系統(tǒng)原理、方法能夠運用所學的操作系統(tǒng)原理、方法與技術(shù)分析問題和解決問題，并能利用與技術(shù)分析問題和解決問題，并能利用C語語言描述相關(guān)算法言描述相關(guān)算法 8 操作系統(tǒng)部分對考察目標做了調(diào)整，操作系統(tǒng)部分對考察目標做了調(diào)整，需要考生需

7、要考生掌握掌握操作系統(tǒng)的基本概念、基本操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本功能，并理解操作系統(tǒng)的整體原理和基本功能，并理解操作系統(tǒng)的整體運行過程；對操作系統(tǒng)進程、內(nèi)存、文件運行過程；對操作系統(tǒng)進程、內(nèi)存、文件和和I/O管理的策略、算法、機制以及相互關(guān)管理的策略、算法、機制以及相互關(guān)系提出了明確的要求，要求考生能更加深系提出了明確的要求，要求考生能更加深入理解操作系統(tǒng)的主要組成部分和相關(guān)算入理解操作系統(tǒng)的主要組成部分和相關(guān)算法、機制。法、機制。9 除了能夠運用所學的操作系統(tǒng)原理、方除了能夠運用所學的操作系統(tǒng)原理、方法與技術(shù)分析問題和解決問題之外，明確提法與技術(shù)分析問題和解決問題之外，明確提出能利用

8、出能利用C語言描述相關(guān)算法，由此可以看語言描述相關(guān)算法，由此可以看出，大綱越來越強調(diào)理論聯(lián)系實際，除了理出，大綱越來越強調(diào)理論聯(lián)系實際，除了理解和掌握基本原理，還要求真正做到學以致解和掌握基本原理，還要求真正做到學以致用，能夠編寫代碼在工程項目中實現(xiàn)。用，能夠編寫代碼在工程項目中實現(xiàn)。10 內(nèi)容方面在操作系統(tǒng)的運行環(huán)境部分內(nèi)容方面在操作系統(tǒng)的運行環(huán)境部分羅列出內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)、中斷異常以及系羅列出內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)、中斷異常以及系統(tǒng)調(diào)用，同時還增加了對操作系統(tǒng)體系結(jié)統(tǒng)調(diào)用，同時還增加了對操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的理解。刪除掉請求分段管理方式和請構(gòu)的理解。刪除掉請求分段管理方式和請求段頁式管理方式。對求段頁式

9、管理方式。對I/O管理部分進行了管理部分進行了調(diào)整，主要集中在調(diào)整，主要集中在I/O的控制方式和層次結(jié)的控制方式和層次結(jié)構(gòu)，并在構(gòu)，并在I/O核心子系統(tǒng)部分刪除掉了出錯核心子系統(tǒng)部分刪除掉了出錯處理。處理。11 2012年的計算機專業(yè)考試大綱在年的計算機專業(yè)考試大綱在2011年考年考試大綱的基礎(chǔ)上四門課程中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有較試大綱的基礎(chǔ)上四門課程中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有較小的變動、組成原理和操作系統(tǒng)有較大的小的變動、組成原理和操作系統(tǒng)有較大的變動、計算機網(wǎng)絡(luò)基本沒變。今年的大綱變動、計算機網(wǎng)絡(luò)基本沒變。今年的大綱要求學生對一些基本概念的掌握、系統(tǒng)整要求學生對一些基本概念的掌握、系統(tǒng)整體感知和綜合解決問題能力要求

10、加大。希體感知和綜合解決問題能力要求加大。希望考生在復(fù)習的時候注意抓住基礎(chǔ)的同時望考生在復(fù)習的時候注意抓住基礎(chǔ)的同時注意系統(tǒng)整體上的掌握。注意系統(tǒng)整體上的掌握。12 2012年的大綱中關(guān)于操作系統(tǒng)的內(nèi)容較年的大綱中關(guān)于操作系統(tǒng)的內(nèi)容較2011年年的大綱相比有較大變化，修改了三個知識點，新增的大綱相比有較大變化，修改了三個知識點，新增了兩個知識點，刪除了四個知識點，具體的變化表了兩個知識點，刪除了四個知識點，具體的變化表現(xiàn)在以下幾個方面：現(xiàn)在以下幾個方面：修改：修改：1、詳細規(guī)定了操作系統(tǒng)的運行環(huán)境這個知識、詳細規(guī)定了操作系統(tǒng)的運行環(huán)境這個知識點考察的內(nèi)容，包括內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài)，中斷、異常點考察的

11、內(nèi)容，包括內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài)，中斷、異常以及系統(tǒng)調(diào)用。規(guī)定了具體的考察內(nèi)容能夠使復(fù)習以及系統(tǒng)調(diào)用。規(guī)定了具體的考察內(nèi)容能夠使復(fù)習更有針對性，也是考試非常容易出題的地方。更有針對性，也是考試非常容易出題的地方。13 2、原來的、原來的“進程同步進程同步”改為改為“同步與互同步與互斥斥”：僅僅是標題進行了修改，內(nèi)容沒有：僅僅是標題進行了修改，內(nèi)容沒有變化，這樣的修改只是使大綱更加嚴謹，變化，這樣的修改只是使大綱更加嚴謹，考生可以不用關(guān)注。考生可以不用關(guān)注。 3、將虛擬內(nèi)存管理中的、將虛擬內(nèi)存管理中的“抖動現(xiàn)象，工作集抖動現(xiàn)象，工作集”改為了兩個單獨的知識點，這樣的修改也改為了兩個單獨的知識點，這樣的修

12、改也是使大綱更嚴謹，考察的內(nèi)容并無變化，是使大綱更嚴謹，考察的內(nèi)容并無變化，考生可以不用關(guān)注?？忌梢圆挥藐P(guān)注。 14新增：新增： 1、在操作系統(tǒng)概述中增加了操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的、在操作系統(tǒng)概述中增加了操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容：這個知識點屬于概念性的內(nèi)容，操作系統(tǒng)內(nèi)容：這個知識點屬于概念性的內(nèi)容，操作系統(tǒng)實際上是一個龐大的軟件，隨著軟件開放技術(shù)的實際上是一個龐大的軟件，隨著軟件開放技術(shù)的發(fā)展，操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)展。知道發(fā)展，操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)展。知道每一代操作系統(tǒng)自身的特點以及每代之間的異同每一代操作系統(tǒng)自身的特點以及每代之間的異同就可以了。就可以了。 2、I/O軟件層次結(jié)構(gòu)：

13、這個內(nèi)容屬于輸入輸出管理軟件層次結(jié)構(gòu)：這個內(nèi)容屬于輸入輸出管理中的小知識點，把書本上的內(nèi)容掌握了就可以。中的小知識點，把書本上的內(nèi)容掌握了就可以。15刪除：刪除： 1、內(nèi)存管理中的、內(nèi)存管理中的“請求分段管理方式請求分段管理方式” 2、內(nèi)存管理中的、內(nèi)存管理中的“請求段頁式管理方式請求段頁式管理方式” 3、I/O管理概述中的管理概述中的I/O設(shè)備、設(shè)備、I/O管理目標、管理目標、I/O管理功能和管理功能和I/O應(yīng)用接口的內(nèi)容應(yīng)用接口的內(nèi)容 4、I/O核心子系統(tǒng)中的出錯處理核心子系統(tǒng)中的出錯處理16 這個階段是強化提高階段，這個階段是強化提高階段，8月月10月，理月，理解并掌握重點、難點問題，做

14、真題。解并掌握重點、難點問題，做真題。17 作為知識學習來說，操作系統(tǒng)內(nèi)容繁雜，它作為知識學習來說，操作系統(tǒng)內(nèi)容繁雜，它整合了組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及更為復(fù)雜的算法。整合了組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及更為復(fù)雜的算法。它也是一門實踐性很強的課程。另外知識點理解它也是一門實踐性很強的課程。另外知識點理解難度比較大，請大家不要僅僅拘泥于考試。研究難度比較大，請大家不要僅僅拘泥于考試。研究生入學考試作為國內(nèi)最為嚴謹?shù)目荚?，計算機專生入學考試作為國內(nèi)最為嚴謹?shù)目荚?，計算機專業(yè)課很多高校都會在初試中考查。但是操作系統(tǒng)業(yè)課很多高校都會在初試中考查。但是操作系統(tǒng)的出題題型比較單一，考查的重點在基本概念和的出題題型比較

15、單一，考查的重點在基本概念和算法。題目難度不大。它的難度和個人的勤奮程算法。題目難度不大。它的難度和個人的勤奮程度是成反比，不存在任何技巧，只是考查大家對度是成反比，不存在任何技巧，只是考查大家對算法的熟知程度和識記程度。所以應(yīng)對操作系統(tǒng)算法的熟知程度和識記程度。所以應(yīng)對操作系統(tǒng)考試還是比較容易的?？荚囘€是比較容易的。18P,V題題 有些書也稱為算法題，這類題目比較難出題，有些書也稱為算法題，這類題目比較難出題，一般很多年才會出來一些較為新穎的題目，有些一般很多年才會出來一些較為新穎的題目，有些創(chuàng)新根本就是換湯不換藥。考查大家的理解能力。創(chuàng)新根本就是換湯不換藥?？疾榇蠹业睦斫饽芰?。而且一般難度

16、比較大?？梢哉f是操作系統(tǒng)題目的而且一般難度比較大?？梢哉f是操作系統(tǒng)題目的壓軸題或者說是重頭戲。有時候會讓大家用管程壓軸題或者說是重頭戲。有時候會讓大家用管程來實現(xiàn)，這類題目不多。一般你可以使用來實現(xiàn)，這類題目不多。一般你可以使用P,V操作操作實現(xiàn)，管程實現(xiàn)也是很簡單。只是需要一點轉(zhuǎn)化。實現(xiàn)，管程實現(xiàn)也是很簡單。只是需要一點轉(zhuǎn)化。鑒于篇幅，這里不再贅述！只要本文題目可以自鑒于篇幅，這里不再贅述！只要本文題目可以自己做出來或者參考答案自己可以理解，這部分要己做出來或者參考答案自己可以理解，這部分要花較多時間來復(fù)習，花較多時間來復(fù)習，P,V操作題目也可以應(yīng)對自如。操作題目也可以應(yīng)對自如。19計算題計

17、算題 該題型主要考查基本算法，整體難度不大。主要涉該題型主要考查基本算法，整體難度不大。主要涉及內(nèi)存管理、作業(yè)調(diào)度、進程調(diào)度、死鎖及內(nèi)存管理、作業(yè)調(diào)度、進程調(diào)度、死鎖(銀行家算法銀行家算法)等等等算法集中的知識點。這部分分數(shù)也較多，希望大家自己等算法集中的知識點。這部分分數(shù)也較多，希望大家自己多加練習。各高校知識考查主要集中在一下三部分：內(nèi)存多加練習。各高校知識考查主要集中在一下三部分：內(nèi)存分配、作業(yè)調(diào)度、銀行家算法。應(yīng)對策略：分配、作業(yè)調(diào)度、銀行家算法。應(yīng)對策略：(1)要熟練基本算法。如內(nèi)存分配算法、銀行家算法、幾個常要熟練基本算法。如內(nèi)存分配算法、銀行家算法、幾個常見的調(diào)度算法、響應(yīng)比等等

18、，這個部分需要一定量的練習見的調(diào)度算法、響應(yīng)比等等，這個部分需要一定量的練習題，在各自大學圖書館的書籍中都有典型題目。大家自己題，在各自大學圖書館的書籍中都有典型題目。大家自己練習。練習。(2)總結(jié)規(guī)律。因為是算法題目，所以規(guī)律性很強。這個需要總結(jié)規(guī)律。因為是算法題目，所以規(guī)律性很強。這個需要自己去認真總結(jié)。自己去認真總結(jié)。 20常考概念歸納?？几拍顨w納臨界區(qū)臨界區(qū)重定位重定位靜態(tài)重定位靜態(tài)重定位動態(tài)重定位動態(tài)重定位操作系統(tǒng)的基本特征操作系統(tǒng)的基本特征系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用死鎖的必要條件死鎖的必要條件死鎖原因死鎖原因信號量信號量信號量的物理意義信號量的物理意義P,V操作操作進程進基本特征進程進基本特

19、征進程控制塊組成進程控制塊組成(PCB)進程上下文進程上下文進程狀態(tài)進程狀態(tài)21進程與程序的區(qū)別聯(lián)系進程與程序的區(qū)別聯(lián)系為什么引入線程為什么引入線程文件文件控制塊組成文件文件控制塊組成(FCB)文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)作業(yè)作業(yè)JCBSpooling技術(shù)技術(shù)虛擬存儲技術(shù)虛擬存儲技術(shù)通道通道目錄目錄中斷中斷RAID交換技術(shù)交換技術(shù)原語原語工作集工作集22推薦輔導教材推薦輔導教材1、計算機操作系統(tǒng)計算機操作系統(tǒng)（第三版），湯小丹等編（第三版），湯小丹等編著，西安電子科技大學出版社。著，西安電子科技大學出版社。2、計算機操作系統(tǒng)計算機操作系統(tǒng)學習指導與題解，湯子瀛學習指導與題解，湯子瀛主審，西安電子科技大學出

20、版社。主審，西安電子科技大學出版社。3、操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)習題與解析，曾平，李春葆編著，習題與解析，曾平，李春葆編著，清華大學出版社。清華大學出版社。4、操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)考研輔導教程，郝文化主編，電考研輔導教程，郝文化主編，電子科技大學出版社。子科技大學出版社。5、操作系統(tǒng)學習指導和考試指導操作系統(tǒng)學習指導和考試指導（第二（第二版），李善平編，浙江大學出版社。版），李善平編，浙江大學出版社。 2324操作系統(tǒng)之重點操作系統(tǒng)之重點 同步算法設(shè)計同步算法設(shè)計 CPU調(diào)度算法調(diào)度算法 銀行家算法銀行家算法 請求分頁存儲管理方式中的地址重定位過程請求分頁存儲管理方式中的地址重定位過程 頁面置換算法頁面置

21、換算法 SPOOLing技術(shù)技術(shù) 磁盤驅(qū)動調(diào)度算法磁盤驅(qū)動調(diào)度算法 文件的三種物理結(jié)構(gòu)的原理及其特點文件的三種物理結(jié)構(gòu)的原理及其特點 成組鏈接法成組鏈接法25第一章第一章 操作系統(tǒng)引論操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)概述這一章出現(xiàn)大題的可能性微乎操作系統(tǒng)概述這一章出現(xiàn)大題的可能性微乎其微。選擇題中常出現(xiàn)的點主要是這些：操作系其微。選擇題中常出現(xiàn)的點主要是這些：操作系統(tǒng)的定義，引入單道批處理系統(tǒng)、多道批處理、統(tǒng)的定義，引入單道批處理系統(tǒng)、多道批處理、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)的原因，這些不同階段的操分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)的原因，這些不同階段的操作系統(tǒng)共的特征如何，相互之間的差別在什么地作系統(tǒng)共的特征如何，相互之間的差

22、別在什么地方；操作系統(tǒng)的基本特征和功能；操作系統(tǒng)的運方；操作系統(tǒng)的基本特征和功能；操作系統(tǒng)的運行環(huán)境。行環(huán)境。 26考查內(nèi)容考查內(nèi)容操作系統(tǒng)的作用、概念、特征、功能和提操作系統(tǒng)的作用、概念、特征、功能和提供的服務(wù)供的服務(wù)操作系統(tǒng)的發(fā)展與分類操作系統(tǒng)的發(fā)展與分類操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和運行環(huán)境操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和運行環(huán)境27第一章第一章 目錄目錄1.1 操作系統(tǒng)的目標和作用操作系統(tǒng)的目標和作用1.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程操作系統(tǒng)的發(fā)展過程1.3 操作系統(tǒng)的基本特性操作系統(tǒng)的基本特性1.4 操作系統(tǒng)的主要功能操作系統(tǒng)的主要功能1.5 操作系統(tǒng)設(shè)計操作系統(tǒng)設(shè)計典型問題分析及實戰(zhàn)練習典型問題分析及實戰(zhàn)練習2

23、8常見考試知識點分析常見考試知識點分析1.1 操作系統(tǒng)的目標和作用操作系統(tǒng)的目標和作用1、目標有四個：有效性，方便性，可擴充性、目標有四個：有效性，方便性，可擴充性和開放性。和開放性。例例1：簡述為計算機設(shè)計操作系統(tǒng)要達到的目：簡述為計算機設(shè)計操作系統(tǒng)要達到的目的以及在設(shè)計時所需考慮的目標的以及在設(shè)計時所需考慮的目標解：操作系統(tǒng)是一種系統(tǒng)程序，其目的是為其解：操作系統(tǒng)是一種系統(tǒng)程序，其目的是為其他程序的執(zhí)行提供一個良好的環(huán)境。它有兩他程序的執(zhí)行提供一個良好的環(huán)境。它有兩個主要設(shè)計目標：一是使計算機系統(tǒng)使用方個主要設(shè)計目標：一是使計算機系統(tǒng)使用方便，二是使計算機系統(tǒng)能高效地工作便，二是使計算機系

24、統(tǒng)能高效地工作29例例2：簡述操作系統(tǒng)如何為用戶提供良好的運行環(huán)境。：簡述操作系統(tǒng)如何為用戶提供良好的運行環(huán)境。解：首先，操作系統(tǒng)要使得計算機系統(tǒng)使用方便：解：首先，操作系統(tǒng)要使得計算機系統(tǒng)使用方便： 操作系統(tǒng)為用戶提供方便的使用接口，用戶按需要輸操作系統(tǒng)為用戶提供方便的使用接口，用戶按需要輸入命令或從提供的入命令或從提供的“菜單菜單”中選擇命令，操作系統(tǒng)按命令中選擇命令，操作系統(tǒng)按命令去控制程序的執(zhí)行，用戶也可以請求操作系統(tǒng)的功能模塊去控制程序的執(zhí)行，用戶也可以請求操作系統(tǒng)的功能模塊為其服務(wù)，而不必了解硬件的特性。為其服務(wù)，而不必了解硬件的特性。 其次，操作系統(tǒng)要使得計算機系統(tǒng)能高效地工作：

25、其次，操作系統(tǒng)要使得計算機系統(tǒng)能高效地工作： 操作系統(tǒng)擴充硬件的功能，使硬件的功能發(fā)揮得更操作系統(tǒng)擴充硬件的功能，使硬件的功能發(fā)揮得更好，操作系統(tǒng)使用戶合理共享資源，防止各用戶間的相互好，操作系統(tǒng)使用戶合理共享資源，防止各用戶間的相互干擾，操作系統(tǒng)以文件形式管理軟件資源，保證信息的安干擾，操作系統(tǒng)以文件形式管理軟件資源，保證信息的安全和快速存取全和快速存取302、作用有四點：接口作用有四點：接口(從用戶的觀點從用戶的觀點);資源管資源管理理;擴展機器擴展機器(從虛擬機的觀點，是計算機資從虛擬機的觀點，是計算機資源的抽象源的抽象);計算機工作流程的組織者計算機工作流程的組織者(從任從任務(wù)組織的觀

26、點務(wù)組織的觀點) 操作系統(tǒng)是指控制和管理計算機的軟、操作系統(tǒng)是指控制和管理計算機的軟、硬件資源，合理組織計算機的工作流程，硬件資源，合理組織計算機的工作流程，方便用戶使用的程序集合。方便用戶使用的程序集合。31操作系統(tǒng)與用戶之間的接口：用戶接口和程序接口操作系統(tǒng)與用戶之間的接口：用戶接口和程序接口（系統(tǒng)調(diào)用接口、應(yīng)用程序接口（系統(tǒng)調(diào)用接口、應(yīng)用程序接口API（Win32,POSIX API,Java API） 操作系統(tǒng)中，用戶界面操作系統(tǒng)中，用戶界面UI也稱為用戶接口，也稱為用戶接口，其含義有兩種：一種是指用戶與操作系統(tǒng)交互的其含義有兩種：一種是指用戶與操作系統(tǒng)交互的途徑和通道，另一種是指這種

27、交互環(huán)境的控制操途徑和通道，另一種是指這種交互環(huán)境的控制操作系統(tǒng)，即操作環(huán)境。一般將第一種含義稱為用作系統(tǒng)，即操作環(huán)境。一般將第一種含義稱為用戶接口，第二種含義稱為用戶交互界面。戶接口，第二種含義稱為用戶交互界面。 操作系統(tǒng)界面有兩類：命令行界面操作系統(tǒng)界面有兩類：命令行界面CLI或命令或命令中斷（中斷（Unix和和Linux）和）和GUI界面界面(Windows、Linux和和Mac OS)。32例：下列選項中，（）不是操作系統(tǒng)必須要解決例：下列選項中，（）不是操作系統(tǒng)必須要解決的問題的問題提供保護和安全機制提供保護和安全機制管理目錄和文件管理目錄和文件提供應(yīng)用程序接口提供應(yīng)用程序接口提供提

28、供+語言編譯器語言編譯器例例2：用戶在程序中試圖讀取存放在硬盤中某文件：用戶在程序中試圖讀取存放在硬盤中某文件的第的第10邏輯塊，使用操作系統(tǒng)提供的接口是（）邏輯塊，使用操作系統(tǒng)提供的接口是（）A 進程進程 B 系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用 C 庫函數(shù)庫函數(shù) D 圖形用戶接口圖形用戶接口33 定義定義 操作系統(tǒng)是指控制和管理計算機的軟、操作系統(tǒng)是指控制和管理計算機的軟、硬件資源，合理組織計算機的工作流程，硬件資源，合理組織計算機的工作流程，方便用戶使用的程序集合。在計算機系統(tǒng)方便用戶使用的程序集合。在計算機系統(tǒng)的操作過程中，操作系統(tǒng)提供了正確使用的操作過程中，操作系統(tǒng)提供了正確使用這些資源的方法。操作系統(tǒng)

29、類似于政府，這些資源的方法。操作系統(tǒng)類似于政府，與政府一樣，操作系統(tǒng)本身并不能實現(xiàn)任與政府一樣，操作系統(tǒng)本身并不能實現(xiàn)任何有用的功能。它只不過提供了一個方便何有用的功能。它只不過提供了一個方便其他程序做有用工作的環(huán)境。其他程序做有用工作的環(huán)境。343、 操作系統(tǒng)發(fā)展的動力有四點：操作系統(tǒng)發(fā)展的動力有四點： (1)不斷提高計算機資源的利用率不斷提高計算機資源的利用率 (2)方便用戶方便用戶 (3)器件的不斷更新?lián)Q代。器件的不斷更新?lián)Q代。 (4)計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。351.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程操作系統(tǒng)的發(fā)展過程1、無操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)：、無操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)：

30、 兩個矛盾：人機矛盾和兩個矛盾：人機矛盾和CPU-I/O設(shè)備速度不匹配設(shè)備速度不匹配的矛盾。的矛盾。2、單道批處理系統(tǒng)：自動性、順序性和單道性、單道批處理系統(tǒng)：自動性、順序性和單道性3、多道批處理系統(tǒng)：多道性、無序性和調(diào)度性。、多道批處理系統(tǒng)：多道性、無序性和調(diào)度性。 優(yōu)點：資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量大。優(yōu)點：資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量大。 缺點：平均周轉(zhuǎn)時間長，無交互能力。缺點：平均周轉(zhuǎn)時間長，無交互能力。36 操作系統(tǒng)的發(fā)展始終圍繞著兩個主要操作系統(tǒng)的發(fā)展始終圍繞著兩個主要目的：第一，操作系統(tǒng)試圖調(diào)度計算活動目的：第一，操作系統(tǒng)試圖調(diào)度計算活動以確保計算機系統(tǒng)的高性能。第二，操作以確保計算機系

31、統(tǒng)的高性能。第二，操作系統(tǒng)提供一個便于開發(fā)和運行程序的環(huán)境。系統(tǒng)提供一個便于開發(fā)和運行程序的環(huán)境。37 多道程序設(shè)計思想多道程序設(shè)計思想是在主存中同時存放多個用戶是在主存中同時存放多個用戶的作業(yè)，使之同時處于運行狀態(tài)而共享系統(tǒng)資源。的作業(yè)，使之同時處于運行狀態(tài)而共享系統(tǒng)資源。 目標是充分使用系統(tǒng)所有資源并盡可能地使它們目標是充分使用系統(tǒng)所有資源并盡可能地使它們并行工作，把硬件的代價交叉分布在大量并行用并行工作，把硬件的代價交叉分布在大量并行用戶之間，使計算機系統(tǒng)的代價極小化。戶之間，使計算機系統(tǒng)的代價極小化。 實現(xiàn)多道程序設(shè)計必須解決實現(xiàn)多道程序設(shè)計必須解決3個問題：存儲保護、個問題：存儲保護

32、、程序浮動、處理機的管理和調(diào)度及系統(tǒng)資源的管程序浮動、處理機的管理和調(diào)度及系統(tǒng)資源的管理和調(diào)度。理和調(diào)度。384、分時系統(tǒng)：為了更好地滿足用戶的需要，關(guān)鍵、分時系統(tǒng)：為了更好地滿足用戶的需要，關(guān)鍵是用戶能與作業(yè)交互。特點：交互性、及時性、是用戶能與作業(yè)交互。特點：交互性、及時性、獨立性和多路性。獨立性和多路性。5、實時系統(tǒng)：計算機系統(tǒng)接收到外部信號后及時、實時系統(tǒng)：計算機系統(tǒng)接收到外部信號后及時進行處理，并且要在嚴格的時限內(nèi)處理完接收的進行處理，并且要在嚴格的時限內(nèi)處理完接收的事件實時控制和實時信息處理。特點：及時性和事件實時控制和實時信息處理。特點：及時性和可靠性?？煽啃?。6、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

33、特點：共享資源和計算機之間、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。特點：共享資源和計算機之間的通信。的通信。7、分布式計算機系統(tǒng)。特點：分布性和并行性。、分布式計算機系統(tǒng)。特點：分布性和并行性。8、微機操作系統(tǒng)、微機操作系統(tǒng)39問題：批處理系統(tǒng)和分時系統(tǒng)形成和發(fā)展的問題：批處理系統(tǒng)和分時系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是什么？主要動力是什么？解：批處理：不斷提高系統(tǒng)資源利用率和提解：批處理：不斷提高系統(tǒng)資源利用率和提高系統(tǒng)吞吐量（脫機輸入高系統(tǒng)吞吐量（脫機輸入/輸出技術(shù)、多道輸出技術(shù)、多道程序設(shè)計技術(shù)）。程序設(shè)計技術(shù)）。 分時：為了更好地滿足用戶的需要（分分時：為了更好地滿足用戶的需要（分時使用時使用CPU，人機交互，主機共

34、享），人機交互，主機共享）40 批處理操作系統(tǒng)，按照預(yù)先寫出的作業(yè)說批處理操作系統(tǒng)，按照預(yù)先寫出的作業(yè)說明書控制作業(yè)的執(zhí)行，作業(yè)執(zhí)行無需人為明書控制作業(yè)的執(zhí)行，作業(yè)執(zhí)行無需人為干預(yù)，批處理操作系統(tǒng)實現(xiàn)了計算機操作干預(yù)，批處理操作系統(tǒng)實現(xiàn)了計算機操作的自動化。批處理操作系統(tǒng)大大提高了計的自動化。批處理操作系統(tǒng)大大提高了計算機系統(tǒng)的工作效率，具有以下特點：系算機系統(tǒng)的工作效率，具有以下特點：系統(tǒng)資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量高；但批處統(tǒng)資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量高；但批處理系統(tǒng)的用戶不能直接干預(yù)作業(yè)的執(zhí)行，理系統(tǒng)的用戶不能直接干預(yù)作業(yè)的執(zhí)行，即不具有人機交互能力。即不具有人機交互能力。41 分時操作系統(tǒng)，

35、允許多個用戶在與計算機分時操作系統(tǒng)，允許多個用戶在與計算機相連的終端上同時與計算機系統(tǒng)進行一系相連的終端上同時與計算機系統(tǒng)進行一系列的交互，并使得每個用戶感到好像自己列的交互，并使得每個用戶感到好像自己獨占一臺支持自己請求服務(wù)的計算機系統(tǒng)。獨占一臺支持自己請求服務(wù)的計算機系統(tǒng)。分時操作系統(tǒng)支持多道程序同時執(zhí)行，實分時操作系統(tǒng)支持多道程序同時執(zhí)行，實現(xiàn)了人機交互，具有如下特點：同時性、現(xiàn)了人機交互，具有如下特點：同時性、獨立性、及時性、交互性。獨立性、及時性、交互性。42實時系統(tǒng)：計算機系統(tǒng)接收到外部信號后及實時系統(tǒng)：計算機系統(tǒng)接收到外部信號后及時進行處理，并且要在嚴格的時限內(nèi)處理時進行處理，并

36、且要在嚴格的時限內(nèi)處理完接收的事件實時控制和實時信息處理。完接收的事件實時控制和實時信息處理。分實時控制系統(tǒng)和實時信息處理系統(tǒng)。分實時控制系統(tǒng)和實時信息處理系統(tǒng)。 43 實時操作系統(tǒng)是有人為干預(yù)的監(jiān)督和控制系統(tǒng)，實時操作系統(tǒng)是有人為干預(yù)的監(jiān)督和控制系統(tǒng)，具有以下特征：及時響應(yīng)、快速處理，實時系統(tǒng)具有以下特征：及時響應(yīng)、快速處理，實時系統(tǒng)的時間要求是強制性嚴格規(guī)定的，僅在限定的時的時間要求是強制性嚴格規(guī)定的，僅在限定的時間內(nèi)返回一個正確結(jié)果時，才能認為系統(tǒng)的功能間內(nèi)返回一個正確結(jié)果時，才能認為系統(tǒng)的功能是正確的，高可靠性和安全性，不強求系統(tǒng)資源是正確的，高可靠性和安全性，不強求系統(tǒng)資源的利用率。

37、的利用率。 實時信息處理系統(tǒng)：飛機訂票系統(tǒng)、圖書資料查實時信息處理系統(tǒng)：飛機訂票系統(tǒng)、圖書資料查詢系統(tǒng)、情報檢索系統(tǒng)等。該系統(tǒng)由一臺或多臺詢系統(tǒng)、情報檢索系統(tǒng)等。該系統(tǒng)由一臺或多臺主機通過通信線路連接成百上千個遠程終端，計主機通過通信線路連接成百上千個遠程終端，計算機接收從遠程終端發(fā)來的服務(wù)請求，根據(jù)用戶算機接收從遠程終端發(fā)來的服務(wù)請求，根據(jù)用戶提出的問題，對信息進行檢索和處理，并在很短提出的問題，對信息進行檢索和處理，并在很短的時間內(nèi)為用戶做出正確的回答。的時間內(nèi)為用戶做出正確的回答。44 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是為計算機網(wǎng)絡(luò)配置的操作網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是為計算機網(wǎng)絡(luò)配置的操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)把計算機網(wǎng)絡(luò)

38、中的各系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)把計算機網(wǎng)絡(luò)中的各臺計算機有機地聯(lián)合起來，實現(xiàn)各臺計算臺計算機有機地聯(lián)合起來，實現(xiàn)各臺計算機之間的通信及網(wǎng)絡(luò)中各種資源的共享。機之間的通信及網(wǎng)絡(luò)中各種資源的共享。特點是：自治性、互連性、統(tǒng)一性，具有特點是：自治性、互連性、統(tǒng)一性，具有資源共享和信息交換功能等。資源共享和信息交換功能等。45 分布式計算機系統(tǒng)是由多臺計算機組成并分布式計算機系統(tǒng)是由多臺計算機組成并滿足下列條件的系統(tǒng)：系統(tǒng)中任意兩臺計滿足下列條件的系統(tǒng)：系統(tǒng)中任意兩臺計算機通過通信方式交換信息；系統(tǒng)中的每算機通過通信方式交換信息；系統(tǒng)中的每一臺計算機都具有相同的地位，即沒有主一臺計算機都具有相同的地位，即沒

39、有主機也沒有從機；每臺計算機上的資源為用機也沒有從機；每臺計算機上的資源為用戶共享；系統(tǒng)中的任意若干臺計算機都可戶共享；系統(tǒng)中的任意若干臺計算機都可以構(gòu)成一個子系統(tǒng)，并且還能重構(gòu)；任何以構(gòu)成一個子系統(tǒng)，并且還能重構(gòu)；任何工作都可以分布在同幾臺計算機上，由它工作都可以分布在同幾臺計算機上，由它們并行工作協(xié)同完成。們并行工作協(xié)同完成。461.3 操作系統(tǒng)的特征和服務(wù)操作系統(tǒng)的特征和服務(wù)1、操作系統(tǒng)的特征、操作系統(tǒng)的特征（1）并發(fā)性：最重要）并發(fā)性：最重要 并發(fā)和并行，多道程序設(shè)計技術(shù)，進程。并發(fā)和并行，多道程序設(shè)計技術(shù)，進程。 多道程序設(shè)計的實現(xiàn)基礎(chǔ)是計算機系統(tǒng)具有處多道程序設(shè)計的實現(xiàn)基礎(chǔ)是計算機

40、系統(tǒng)具有處理器和外圍設(shè)備并行工作的能力。這種能力是在理器和外圍設(shè)備并行工作的能力。這種能力是在中斷和通道技術(shù)出現(xiàn)后才有的。實現(xiàn)了中斷和通道技術(shù)出現(xiàn)后才有的。實現(xiàn)了CPU和和I/O設(shè)備的并行工作。設(shè)備的并行工作。（2）共享性：系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個并發(fā)）共享性：系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個并發(fā)執(zhí)行的進程共同使用。執(zhí)行的進程共同使用。 互斥共享和同時訪問。互斥共享和同時訪問。47（3）虛擬技術(shù)：通過某種技術(shù)把一個物理實）虛擬技術(shù)：通過某種技術(shù)把一個物理實體變成若干個邏輯上的對應(yīng)物。體變成若干個邏輯上的對應(yīng)物。 時分復(fù)用和空分復(fù)用時分復(fù)用和空分復(fù)用（4）異步性：即不確定性）異步性：即不確定性 并發(fā)

41、和共享互為存在的條件。虛擬以并發(fā)并發(fā)和共享互為存在的條件。虛擬以并發(fā)和共享為前提，異步性是并發(fā)和共享的必和共享為前提，異步性是并發(fā)和共享的必然結(jié)果然結(jié)果482、操作系統(tǒng)的服務(wù)、操作系統(tǒng)的服務(wù) OS為程序和用戶了一系列的操作系統(tǒng)服務(wù)，為程序和用戶了一系列的操作系統(tǒng)服務(wù)，而且這些服務(wù)可使程序員更容易地完成他的工作。而且這些服務(wù)可使程序員更容易地完成他的工作。（1）操作系統(tǒng)的公共服務(wù)類型：）操作系統(tǒng)的公共服務(wù)類型：程序執(zhí)行、程序執(zhí)行、I/O操操作、文件系統(tǒng)操作、通信和差錯檢測。作、文件系統(tǒng)操作、通信和差錯檢測。（2）系統(tǒng)調(diào)用中的作用。系統(tǒng)調(diào)用的類型是根據(jù)）系統(tǒng)調(diào)用中的作用。系統(tǒng)調(diào)用的類型是根據(jù)操作系

42、統(tǒng)所提供服務(wù)的功能來決定的。分：操作系統(tǒng)所提供服務(wù)的功能來決定的。分：進程進程管理、設(shè)備管理、文件操作、信息維護以及通信。管理、設(shè)備管理、文件操作、信息維護以及通信。49 操作系統(tǒng)介于計算機硬件系統(tǒng)和其他所有軟件系統(tǒng)之操作系統(tǒng)介于計算機硬件系統(tǒng)和其他所有軟件系統(tǒng)之間，為所有軟件系統(tǒng)使用計算機硬件提供各項服務(wù)。間，為所有軟件系統(tǒng)使用計算機硬件提供各項服務(wù)。 操作系統(tǒng)追求的基本目標是操作系統(tǒng)追求的基本目標是用戶使用計算機的方便性，用戶使用計算機的方便性，以及計算機硬件的高效率運行以及計算機硬件的高效率運行。 系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)向程序員提供服務(wù)的唯一途徑。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)向程序員提供服務(wù)的唯一途徑

43、。在最底層，系統(tǒng)調(diào)用允許運行程序直接向操作系統(tǒng)發(fā)出請在最底層，系統(tǒng)調(diào)用允許運行程序直接向操作系統(tǒng)發(fā)出請求。在高層，命令解釋程序接受用戶發(fā)出的請求。命令可求。在高層，命令解釋程序接受用戶發(fā)出的請求。命令可以來自文件或直接來自鍵盤輸入，進而，命令解釋程序通以來自文件或直接來自鍵盤輸入，進而，命令解釋程序通過系統(tǒng)調(diào)用滿足用戶的操作要求。過系統(tǒng)調(diào)用滿足用戶的操作要求。 請求類型隨請求級別的變化而變化。系統(tǒng)調(diào)用級別提請求類型隨請求級別的變化而變化。系統(tǒng)調(diào)用級別提供基本功能：進程控制、文件和設(shè)備管理。系統(tǒng)服務(wù)可分供基本功能：進程控制、文件和設(shè)備管理。系統(tǒng)服務(wù)可分成許多類型：程序控制、狀態(tài)請求和成許多類型：

44、程序控制、狀態(tài)請求和I/O請求。程序出錯請求。程序出錯可作為對服務(wù)的一種隱式請求。可作為對服務(wù)的一種隱式請求。50系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)過程系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)過程 系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供給軟件開發(fā)人員的唯系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供給軟件開發(fā)人員的唯一接口，開發(fā)人員可以利用它使用系統(tǒng)功能。一接口，開發(fā)人員可以利用它使用系統(tǒng)功能。OS核心中都有一組實現(xiàn)系統(tǒng)功能的過程（子程序），核心中都有一組實現(xiàn)系統(tǒng)功能的過程（子程序），系統(tǒng)調(diào)用是對上述過程的調(diào)用。系統(tǒng)調(diào)用是對上述過程的調(diào)用。 為實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用，系統(tǒng)設(shè)計人員為實現(xiàn)各種為實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用，系統(tǒng)設(shè)計人員為實現(xiàn)各種系統(tǒng)調(diào)用功能的子程序編造入口地址表，每個入系統(tǒng)調(diào)用功能的子程序

45、編造入口地址表，每個入口地址都與相應(yīng)的系統(tǒng)子程序名對應(yīng)起來，然后，口地址都與相應(yīng)的系統(tǒng)子程序名對應(yīng)起來，然后，由陷阱處理程序把陷阱指令中所包含的功能號與由陷阱處理程序把陷阱指令中所包含的功能號與該入口地址表中的有關(guān)項對應(yīng)起來，從而有系統(tǒng)該入口地址表中的有關(guān)項對應(yīng)起來，從而有系統(tǒng)調(diào)用功能號驅(qū)動有關(guān)系統(tǒng)子程序執(zhí)行。調(diào)用功能號驅(qū)動有關(guān)系統(tǒng)子程序執(zhí)行。 51中斷處理過程中斷處理過程（1）喚醒被阻塞的驅(qū)動程序進程。）喚醒被阻塞的驅(qū)動程序進程。（2）保護被中斷進程的）保護被中斷進程的CPU環(huán)境。程序是指令在環(huán)境。程序是指令在N位置時位置時被中斷的，程序計數(shù)器中的內(nèi)容為被中斷的，程序計數(shù)器中的內(nèi)容為N+1，

46、所有寄存器的內(nèi)，所有寄存器的內(nèi)容都被保留在中斷保留區(qū)（棧）中。容都被保留在中斷保留區(qū)（棧）中。（3）分析中斷原因、轉(zhuǎn)入相應(yīng)的設(shè)備中斷處理程序。）分析中斷原因、轉(zhuǎn)入相應(yīng)的設(shè)備中斷處理程序。（4）進行中斷處理。不同的設(shè)備有不同的中斷處理程序。）進行中斷處理。不同的設(shè)備有不同的中斷處理程序。（5）恢復(fù)被中斷進程的現(xiàn)場。處理機再執(zhí)行本程序時，從）恢復(fù)被中斷進程的現(xiàn)場。處理機再執(zhí)行本程序時，從N+1開始。開始。注：此處與缺頁中斷和缺段中斷相區(qū)別注：此處與缺頁中斷和缺段中斷相區(qū)別52例例:中斷與程序并發(fā)之間的關(guān)系是什么？中斷與程序并發(fā)之間的關(guān)系是什么？解：中斷是程序并發(fā)的前提條件。如果沒有解：中斷是程序并

47、發(fā)的前提條件。如果沒有中斷，操作系統(tǒng)不能獲得系統(tǒng)控制權(quán)，無中斷，操作系統(tǒng)不能獲得系統(tǒng)控制權(quán)，無法按調(diào)度算法擇處理機進行重新分配，一法按調(diào)度算法擇處理機進行重新分配，一個程序?qū)⒁恢边\行到結(jié)束而不會被打斷。個程序?qū)⒁恢边\行到結(jié)束而不會被打斷。53系統(tǒng)調(diào)用類型 進程控制進程控制：結(jié)束，放棄，裝入，執(zhí)行，創(chuàng)建進程，：結(jié)束，放棄，裝入，執(zhí)行，創(chuàng)建進程，終止進程，取得進程屬性，設(shè)置進程屬性，等待終止進程，取得進程屬性，設(shè)置進程屬性，等待時間，等待事件，喚醒事件，分配和釋放內(nèi)存。時間，等待事件，喚醒事件，分配和釋放內(nèi)存。 文件管理文件管理：創(chuàng)建文件，刪除文件，打開，關(guān)閉，：創(chuàng)建文件，刪除文件，打開，關(guān)閉，讀

48、、寫、重定位，取得文件屬性，設(shè)置文件屬性。讀、寫、重定位，取得文件屬性，設(shè)置文件屬性。 設(shè)備管理設(shè)備管理：請求設(shè)備，釋放設(shè)備，讀、寫、重定：請求設(shè)備，釋放設(shè)備，讀、寫、重定位，取得設(shè)備屬性，設(shè)置設(shè)備屬性，邏輯連接或位，取得設(shè)備屬性，設(shè)置設(shè)備屬性，邏輯連接或斷開設(shè)備。斷開設(shè)備。54 信息維護信息維護：讀取時間或日期，設(shè)置時間或日：讀取時間或日期，設(shè)置時間或日期，讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)，設(shè)置系統(tǒng)數(shù)據(jù)，讀取進期，讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)，設(shè)置系統(tǒng)數(shù)據(jù)，讀取進程、文件、設(shè)備屬性，設(shè)置進程、文件、設(shè)程、文件、設(shè)備屬性，設(shè)置進程、文件、設(shè)備屬性。備屬性。 通信通信：創(chuàng)建、刪除通信連接，發(fā)送、接受消：創(chuàng)建、刪除通信連接，發(fā)送、接

49、受消息，傳遞狀態(tài)信息，連接或斷開遠程設(shè)備。息，傳遞狀態(tài)信息，連接或斷開遠程設(shè)備。551.4 操作系統(tǒng)的主要功能操作系統(tǒng)的主要功能1、處理機管理功能：進程控制、進程同步、進程通信、處理機管理功能：進程控制、進程同步、進程通信、調(diào)度。調(diào)度。2、存儲器管理功能：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護、地址映射、存儲器管理功能：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護、地址映射、內(nèi)存擴充。內(nèi)存擴充。3、設(shè)備管理功能：緩沖管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理。、設(shè)備管理功能：緩沖管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理。4、文件管理功能：文件存儲空間的管理、目錄管理、文件管理功能：文件存儲空間的管理、目錄管理、文件的讀文件的讀/寫管理和保護。寫管理和保護。5、操作系統(tǒng)與用

50、戶之間的接口：用戶接口、程序接口、操作系統(tǒng)與用戶之間的接口：用戶接口、程序接口6、作業(yè)管理：負責作業(yè)的調(diào)度和作業(yè)控制、作業(yè)管理：負責作業(yè)的調(diào)度和作業(yè)控制561.5 特權(quán)指令特權(quán)指令 計算機中不允許用戶直接使用的指令稱為特計算機中不允許用戶直接使用的指令稱為特權(quán)指令，如：權(quán)指令，如：I/O指令、置中斷指令、把指令、置中斷指令、把PSW送送入程序狀態(tài)寄存器等指令。入程序狀態(tài)寄存器等指令。1.6 目態(tài)和管態(tài)目態(tài)和管態(tài) 為了避免用戶使用特權(quán)指令，大多數(shù)計算機為了避免用戶使用特權(quán)指令，大多數(shù)計算機硬件機構(gòu)將硬件機構(gòu)將CPU執(zhí)行狀態(tài)分了兩種操作模式：目執(zhí)行狀態(tài)分了兩種操作模式：目態(tài)和管態(tài)。用戶程序一般是啟

51、動后運行在目態(tài)，態(tài)和管態(tài)。用戶程序一般是啟動后運行在目態(tài)，處于目態(tài)的程序是不能使用特權(quán)指令的。操作系處于目態(tài)的程序是不能使用特權(quán)指令的。操作系統(tǒng)中必須使用特權(quán)指令的那部分程序運行在管態(tài)。統(tǒng)中必須使用特權(quán)指令的那部分程序運行在管態(tài)。目態(tài)轉(zhuǎn)換為管態(tài)的唯一途徑是中斷目態(tài)轉(zhuǎn)換為管態(tài)的唯一途徑是中斷。管態(tài)到目態(tài)。管態(tài)到目態(tài)通過修改程序狀態(tài)字來實現(xiàn)。通過修改程序狀態(tài)字來實現(xiàn)。57例：下列哪些指令必須是特權(quán)指令？例：下列哪些指令必須是特權(quán)指令？A 改變存儲器管理的寄存器改變存儲器管理的寄存器B 寫程序指令寫程序指令C 讀取日期時鐘讀取日期時鐘D 設(shè)置日期時鐘設(shè)置日期時鐘E 改變處理器的優(yōu)先級改變處理器的優(yōu)先

52、級解：解：ABDE58例：處理機為什么要區(qū)分核心態(tài)和用戶態(tài)兩種操作例：處理機為什么要區(qū)分核心態(tài)和用戶態(tài)兩種操作系統(tǒng)方式？什么情況下進行兩種方式的轉(zhuǎn)換？系統(tǒng)方式？什么情況下進行兩種方式的轉(zhuǎn)換？解：在解：在CPU中運行的操作系統(tǒng)程序和用戶程序?qū)?yīng)中運行的操作系統(tǒng)程序和用戶程序?qū)?yīng)的機器指令集是不同的。操作系統(tǒng)程序使用所有的機器指令集是不同的。操作系統(tǒng)程序使用所有指令，用戶程序只能使用部分指令。從資源管理指令，用戶程序只能使用部分指令。從資源管理和程序控制執(zhí)行的角度出發(fā)，將指令系統(tǒng)分為兩和程序控制執(zhí)行的角度出發(fā)，將指令系統(tǒng)分為兩大部分：特權(quán)指令和非特權(quán)指令。在程序執(zhí)行時大部分：特權(quán)指令和非特權(quán)指令。

53、在程序執(zhí)行時候，根據(jù)執(zhí)行程序?qū)Y源和機器指令的使用權(quán)限，候，根據(jù)執(zhí)行程序?qū)Y源和機器指令的使用權(quán)限，把機器設(shè)置為兩個狀態(tài)：核心態(tài)和用戶態(tài)。把機器設(shè)置為兩個狀態(tài)：核心態(tài)和用戶態(tài)。59當系統(tǒng)處于核心態(tài)時，可以使用所有指令、當系統(tǒng)處于核心態(tài)時，可以使用所有指令、資源，并具備改變資源，并具備改變CPU狀態(tài)的能力，而當狀態(tài)的能力，而當CPU在用戶態(tài)時，只能使用非特權(quán)指令。在用戶態(tài)時，只能使用非特權(quán)指令。如果如果CPU執(zhí)行用戶程序時，出現(xiàn)了中斷，系執(zhí)行用戶程序時，出現(xiàn)了中斷，系統(tǒng)將自行轉(zhuǎn)到中斷處理程序，統(tǒng)將自行轉(zhuǎn)到中斷處理程序，CPU由用戶由用戶態(tài)轉(zhuǎn)到核心態(tài)，中斷處理結(jié)束后，返回繼態(tài)轉(zhuǎn)到核心態(tài)，中斷處理結(jié)

54、束后，返回繼續(xù)執(zhí)行用戶程序，此時，續(xù)執(zhí)行用戶程序，此時，CPU又由核心態(tài)又由核心態(tài)轉(zhuǎn)到用戶態(tài)中。轉(zhuǎn)到用戶態(tài)中。601.7 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計目標設(shè)計目標：系統(tǒng)設(shè)計的第一個問題是定義系統(tǒng)的目：系統(tǒng)設(shè)計的第一個問題是定義系統(tǒng)的目標和規(guī)格。設(shè)計需求：用戶目標和系統(tǒng)目標標和規(guī)格。設(shè)計需求：用戶目標和系統(tǒng)目標用戶目標用戶目標：系統(tǒng)應(yīng)該方便和容易使用、容易學習、：系統(tǒng)應(yīng)該方便和容易使用、容易學習、可靠、安全和快速?？煽?、安全和快速。系統(tǒng)目標系統(tǒng)目標：操作系統(tǒng)應(yīng)該容易設(shè)計、實現(xiàn)和維護，：操作系統(tǒng)應(yīng)該容易設(shè)計、實現(xiàn)和維護，也應(yīng)該靈活、可靠、高效且沒有錯誤。操作系統(tǒng)也應(yīng)該靈活、可靠、高效且沒有

55、錯誤。操作系統(tǒng)的規(guī)格和設(shè)計是屬于高度創(chuàng)造性工作。的規(guī)格和設(shè)計是屬于高度創(chuàng)造性工作。61 機制與策略的區(qū)分機制與策略的區(qū)分 機制決定如何做，策略決定做什么。機制決定如何做，策略決定做什么。 實現(xiàn)：傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)是用匯編語言編寫的，現(xiàn)在操作系實現(xiàn)：傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)是用匯編語言編寫的，現(xiàn)在操作系統(tǒng)是用統(tǒng)是用C或或C+編寫的。編寫的。 MS-DOS是用是用Intel 8088匯編語言編寫的，只能用于地匯編語言編寫的，只能用于地Intel類型的類型的CPU。 第一個不是用匯編語言編寫的系統(tǒng)是用于第一個不是用匯編語言編寫的系統(tǒng)是用于Burroughs計算計算機的主控程序機的主控程序MCP，它是用，它是用AL

56、GOL語言編寫的。語言編寫的。 MIT開發(fā)的開發(fā)的MULTICS用用PL/1語言編寫的。語言編寫的。 Linux和和Windows XP是用是用C語言編寫的。語言編寫的。 內(nèi)存管理器和內(nèi)存管理器和CPU調(diào)度程序是最為關(guān)鍵的子程序。調(diào)度程序是最為關(guān)鍵的子程序。621、傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：無結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)、傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：無結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)2、無序的模塊化結(jié)構(gòu)、無序的模塊化結(jié)構(gòu)OS：每個模塊設(shè)一個子程序，相互調(diào)：每個模塊設(shè)一個子程序，相互調(diào)用，成網(wǎng)狀，模塊直接與硬件有關(guān)，難以維護，每一次擴用，成網(wǎng)狀，模塊直接與硬件有關(guān)，難以維護，每一次擴充需要先打破多個關(guān)系，移植性差。這是早期系統(tǒng)常用的充需要先打破

57、多個關(guān)系，移植性差。這是早期系統(tǒng)常用的體系結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)。3、分層式結(jié)構(gòu)、分層式結(jié)構(gòu)OS(最成熟最成熟)：操作系統(tǒng)按功能分為多個模塊，：操作系統(tǒng)按功能分為多個模塊，按相互作用關(guān)系劃歸不同的層次，各層之間單向依賴，不按相互作用關(guān)系劃歸不同的層次，各層之間單向依賴，不構(gòu)成循環(huán)，簡化關(guān)系、修改擴充容易、一致性、可靠性和構(gòu)成循環(huán)，簡化關(guān)系、修改擴充容易、一致性、可靠性和可適應(yīng)性提高。所有功能模塊都在核心態(tài)工作，如：可適應(yīng)性提高。所有功能模塊都在核心態(tài)工作，如：UNIX和和Linux操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)。 優(yōu)點在于構(gòu)造和調(diào)試的簡單化。每層只能利用較低層優(yōu)點在于構(gòu)造和調(diào)試的簡單化。每層只能利用較低層的功能和

58、服務(wù)。簡化了系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。問題：層的詳?shù)墓δ芎头?wù)。簡化了系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。問題：層的詳細定義困難，效率差。細定義困難，效率差。63例：在操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，層次結(jié)構(gòu)的操例：在操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，層次結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)最顯著的不足是（）作系統(tǒng)最顯著的不足是（）A不能訪問更低的層次不能訪問更低的層次太復(fù)雜且效率低太復(fù)雜且效率低設(shè)計困難設(shè)計困難模塊太少模塊太少644、客戶、客戶/服務(wù)器模式服務(wù)器模式5、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計6、微內(nèi)核、微內(nèi)核OS結(jié)構(gòu)：操作系統(tǒng)由兩部分組成（兩層），內(nèi)核結(jié)構(gòu)：操作系統(tǒng)由兩部分組成（兩層），內(nèi)核是最基本和必須的部分，用戶態(tài)下是以客戶是最基本和必須的部分

59、，用戶態(tài)下是以客戶/服務(wù)器方式服務(wù)器方式活動的（服務(wù)）進程層。各服務(wù)進程（簡稱服務(wù)器）相對活動的（服務(wù)）進程層。各服務(wù)進程（簡稱服務(wù)器）相對獨立，且依賴于內(nèi)核，其功能和內(nèi)容可增可減。獨立，且依賴于內(nèi)核，其功能和內(nèi)容可增可減。 優(yōu)點：便于擴充操作系統(tǒng)（新服務(wù)在用戶空間增加，優(yōu)點：便于擴充操作系統(tǒng)（新服務(wù)在用戶空間增加，不需要修改內(nèi)核），缺點：系統(tǒng)功能總開銷的增加而導致不需要修改內(nèi)核），缺點：系統(tǒng)功能總開銷的增加而導致系統(tǒng)性能的下降。系統(tǒng)性能的下降。 內(nèi)核功能：進程通信、虛擬存儲、線程管理、中斷處理及內(nèi)核功能：進程通信、虛擬存儲、線程管理、中斷處理及與硬件相關(guān)部分。與硬件相關(guān)部分。 服務(wù)器：文件系

60、統(tǒng)、操作界面、內(nèi)在服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等。服務(wù)器：文件系統(tǒng)、操作界面、內(nèi)在服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等。65例例1：比較分層式結(jié)構(gòu)與模塊式結(jié)構(gòu)的異同：比較分層式結(jié)構(gòu)與模塊式結(jié)構(gòu)的異同例例2：微內(nèi)核結(jié)構(gòu)具有哪些優(yōu)點？：微內(nèi)核結(jié)構(gòu)具有哪些優(yōu)點？解：提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴充性、提高了解：提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴充性、提高了OS的的可靠性。適用于分布式系統(tǒng)?？煽啃?。適用于分布式系統(tǒng)。例例3：從宏觀結(jié)構(gòu)上看，操作系統(tǒng)有哪幾種結(jié)構(gòu)設(shè)：從宏觀結(jié)構(gòu)上看，操作系統(tǒng)有哪幾種結(jié)構(gòu)設(shè)計方法？你認為哪幾種方法較好？為什么？計方法？你認為哪幾種方法較好？為什么？解：單處理系統(tǒng)下，主要分為：整體式結(jié)構(gòu)模式和解：單處理系統(tǒng)下，主要分為：整體