十、操作系統(tǒng)基礎(chǔ)
1.操作系統(tǒng)概述
（1）基本概念
操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，它是這樣一些程序模塊的集合———它們能有效地組織和管理計算機系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計算機工作流程，控制程序的執(zhí)行，并向用戶提供各種服務(wù)功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效地使用計算機，使整個計算機系統(tǒng)能高效地運行。
（2）操作系統(tǒng)的特征①并發(fā)性。②共享性。③隨機性。
（3）操作系統(tǒng)的地位
（4）操作系統(tǒng)的功能①進程管理②存儲管理③文件管理④設(shè)備管理⑤作業(yè)管理
2.操作系統(tǒng)的類型
（1）批處理系統(tǒng)
（2）分時系統(tǒng)
（3）實時系統(tǒng)
（4）個人計算機操作系統(tǒng)
（5）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)
（6）分布式操作系統(tǒng)
3.研究操作系統(tǒng)的方法
研究操作系統(tǒng)可以有幾種不同的觀點。
（1）資源管理觀點
（2）進程觀點
（3）虛擬機觀點
4.操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境
（1）特權(quán)指令與處理機狀態(tài)①特權(quán)指令和非特權(quán)指令
每個機器都有自己的指令系統(tǒng)。在多道程序設(shè)計環(huán)境中，為了保證系統(tǒng)安全，將指令系統(tǒng)中的指令分成兩部分:特權(quán)指令和非特權(quán)指令。②CPU狀態(tài)
CPU交替執(zhí)行操作系統(tǒng)程序和用戶程序。在執(zhí)行不同程序時，根據(jù)運行程序?qū)C器指令的使用權(quán)限而將CPU置為不同的狀態(tài)。CPU的狀態(tài)屬于程序狀態(tài)字PSW的一位。大多數(shù)計算機系統(tǒng)將CPU執(zhí)行狀態(tài)劃分為管態(tài)和目態(tài)。（2）中斷機制
中斷機制是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中的基本設(shè)施之一，它在系統(tǒng)中起著通信聯(lián)絡(luò)作用，以協(xié)調(diào)系統(tǒng)對各種外部事件的響應(yīng)和處理。中斷是與進程管理密切相關(guān)的，確切地說，中斷是實現(xiàn)多道程序設(shè)計的必要條件。有了中斷，操作系統(tǒng)才可以獲得系統(tǒng)的控制權(quán)，以便將CPU資源分派給不同的進程。
（3）定時裝置
為了實現(xiàn)系統(tǒng)管理和維護，硬件必須提供時鐘，即定時裝置。硬件時鐘通常分為兩類:絕對時鐘和相對時鐘。
5.進程管理
進程是具有一定獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合上的一次運行活動，進程是系統(tǒng)進行資源分配的一個獨立單位。進程是動態(tài)產(chǎn)生、動態(tài)消亡的，每個進程都有一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)———進程控制塊———記錄其執(zhí)行情況。進程有三種基本狀態(tài)，隨著進程的進展，狀態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化。
6.存儲管理
內(nèi)存是可被處理器直接訪問的，處理器是按絕對地址訪問內(nèi)存的。為了使用戶編制的程序能存放在內(nèi)存的任意區(qū)域執(zhí)行，用戶程序使用的是邏輯地址空間。存儲管理必須為用戶分配一個物理上的內(nèi)存空間，于是，就有一個從邏輯地址空間到物理地址空間的轉(zhuǎn)換問題。為了保證CPU執(zhí)行指令時可正確訪問存儲單元，需將用戶程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為運行時可由機器直接尋址的物理地址，這一過程稱為地址映射。
7.文件管理
用戶從使用角度組織文件，用戶組織的邏輯文件有兩種形式:流式文件和記錄式文件。文件系統(tǒng)從存儲介質(zhì)的特性、用戶的存取方式以及怎樣有效地存儲和檢索的角度組織文件。由文件系統(tǒng)組織的物理文件類型可以有連續(xù)文件、鏈接文件和索引文件等。
8.設(shè)備管理
按設(shè)備的使用特性分類，輸入輸出設(shè)備可分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、交互式設(shè)備和存儲設(shè)備，等等。以系統(tǒng)中信息組織方式來劃分設(shè)備，可把輸入輸出設(shè)備劃分為字符設(shè)備（character device）和塊設(shè)備（block device）等。
從使用的角度可把外部設(shè)備分成獨占設(shè)備和共享設(shè)備兩大類。
1.操作系統(tǒng)概述
（1）基本概念
操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，它是這樣一些程序模塊的集合———它們能有效地組織和管理計算機系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計算機工作流程，控制程序的執(zhí)行，并向用戶提供各種服務(wù)功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效地使用計算機，使整個計算機系統(tǒng)能高效地運行。
（2）操作系統(tǒng)的特征①并發(fā)性。②共享性。③隨機性。
（3）操作系統(tǒng)的地位
（4）操作系統(tǒng)的功能①進程管理②存儲管理③文件管理④設(shè)備管理⑤作業(yè)管理
2.操作系統(tǒng)的類型
（1）批處理系統(tǒng)
（2）分時系統(tǒng)
（3）實時系統(tǒng)
（4）個人計算機操作系統(tǒng)
（5）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)
（6）分布式操作系統(tǒng)
3.研究操作系統(tǒng)的方法
研究操作系統(tǒng)可以有幾種不同的觀點。
（1）資源管理觀點
（2）進程觀點
（3）虛擬機觀點
4.操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境
（1）特權(quán)指令與處理機狀態(tài)①特權(quán)指令和非特權(quán)指令
每個機器都有自己的指令系統(tǒng)。在多道程序設(shè)計環(huán)境中，為了保證系統(tǒng)安全，將指令系統(tǒng)中的指令分成兩部分:特權(quán)指令和非特權(quán)指令。②CPU狀態(tài)
CPU交替執(zhí)行操作系統(tǒng)程序和用戶程序。在執(zhí)行不同程序時，根據(jù)運行程序?qū)C器指令的使用權(quán)限而將CPU置為不同的狀態(tài)。CPU的狀態(tài)屬于程序狀態(tài)字PSW的一位。大多數(shù)計算機系統(tǒng)將CPU執(zhí)行狀態(tài)劃分為管態(tài)和目態(tài)。（2）中斷機制
中斷機制是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中的基本設(shè)施之一，它在系統(tǒng)中起著通信聯(lián)絡(luò)作用，以協(xié)調(diào)系統(tǒng)對各種外部事件的響應(yīng)和處理。中斷是與進程管理密切相關(guān)的，確切地說，中斷是實現(xiàn)多道程序設(shè)計的必要條件。有了中斷，操作系統(tǒng)才可以獲得系統(tǒng)的控制權(quán)，以便將CPU資源分派給不同的進程。
（3）定時裝置
為了實現(xiàn)系統(tǒng)管理和維護，硬件必須提供時鐘，即定時裝置。硬件時鐘通常分為兩類:絕對時鐘和相對時鐘。
5.進程管理
進程是具有一定獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合上的一次運行活動，進程是系統(tǒng)進行資源分配的一個獨立單位。進程是動態(tài)產(chǎn)生、動態(tài)消亡的，每個進程都有一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)———進程控制塊———記錄其執(zhí)行情況。進程有三種基本狀態(tài)，隨著進程的進展，狀態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化。
6.存儲管理
內(nèi)存是可被處理器直接訪問的，處理器是按絕對地址訪問內(nèi)存的。為了使用戶編制的程序能存放在內(nèi)存的任意區(qū)域執(zhí)行，用戶程序使用的是邏輯地址空間。存儲管理必須為用戶分配一個物理上的內(nèi)存空間，于是，就有一個從邏輯地址空間到物理地址空間的轉(zhuǎn)換問題。為了保證CPU執(zhí)行指令時可正確訪問存儲單元，需將用戶程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為運行時可由機器直接尋址的物理地址，這一過程稱為地址映射。
7.文件管理
用戶從使用角度組織文件，用戶組織的邏輯文件有兩種形式:流式文件和記錄式文件。文件系統(tǒng)從存儲介質(zhì)的特性、用戶的存取方式以及怎樣有效地存儲和檢索的角度組織文件。由文件系統(tǒng)組織的物理文件類型可以有連續(xù)文件、鏈接文件和索引文件等。
8.設(shè)備管理
按設(shè)備的使用特性分類，輸入輸出設(shè)備可分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、交互式設(shè)備和存儲設(shè)備，等等。以系統(tǒng)中信息組織方式來劃分設(shè)備，可把輸入輸出設(shè)備劃分為字符設(shè)備（character device）和塊設(shè)備（block device）等。
從使用的角度可把外部設(shè)備分成獨占設(shè)備和共享設(shè)備兩大類。