操作系统
Published in:2024-10-18 | category: 软考
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操作系统的特征

并发性、共享性、虚拟性和不确定性

操作系统的功能

进程管理

实质上是对处理机的执行“时间”进行管理,采用多道程序等技术将CPU的时间合理地分配给每个任务,主要包括进程控制、进程同步、进程通信和进程调度

文件管理

主要包括文件存储空间管理、目录管理、文件的读/写管理和存取控制

存储管理

存储管理是对主存储器“空间”进行管理,主要包括存储分配与回收、存储保护、地址映射(变换)和主存扩充

设备管理

实质是对硬件设备的管理,包括对输入/输出设备的分配、启动、完成和回收。

作业管理

包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等

操作系统分类

通常,操作系统可分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、微型计算机操作系统和嵌入式操作系统等类型

批处理操作系统

单道批处理系统

一种早期的操作系统,该系统可以提交多个作业,“单道”的含义是指一次只有一个作业装入内存执行。作业由用户程序、数据和作业说明书(作业控制语言)三个部分组成。当一个作业运行结束后,随即自动调入同批的下一个作业,从而节省了作业之间的人工干预时间,提高了资源的利用率。

多道批处理系统

允许多个作业装入内存执行,在任意一个时刻,作业都处于开始点和终止点之间。每当运行中的一个作业由于输入/输出操作需要调用外部设备时,就把CPU交给另一个等待运行的作业,从而将主机与外部设备的工作由串行改变为并行,进一步避免了因主机等待外设完成任务而浪费宝贵的CPU时间。
多道批处理系统主要有三个特点:多道、宏观上并行运行、微观上串行运行

分时操作系统

在分时操作系统中,一个计算机系统与多个终端设备连接。分时操作系统是将CPU的工作时间划分为许多很短的时间片,轮流为各个终端的用户服务。例如,一个带20个终端的分时系统,若每个用户每次分配一个50ms的时间片,则每隔1s即可为所有的用户服务一遍。因此,尽管各个终端上的作业是断续地运行的,但由于操作系统每次对用户程序都能做出及时的响应,因此用户感觉整个系统均归其一人占用

实时操作系统

实时是指计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行处理,并在被控对象允许的时间范围内做出快速反应。实时系统对交互能力要求不高,但要求可靠性有保障。为了提高系统的响应时间,对随机发生的外部事件应及时做出响应并对其进行处理。
实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统。实时控制系统主要用于生产过程的自动化控制,例如数据自动采集、武器控制、火炮自动控制等。实时信息处理系统主要用于实时信息处理,例如飞机订票系统、情报检索系统等。实时系统与分时系统除了应用的环境不同,主要有以下三点区别。

进程管理

也称处理机管理。在多道程序批处理系统和分时系统中有多个并发执行的程序,为了描述系统中程序执行时动态变化的过程引入了进程。进程是资源分配和独立运行的基本单位。进程管理重点需要研究诸进程之间的并发特性,以及进程之间互相合作与资源竞争产生的问题。

基本概念

程序与进程

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