目录

（1）操作系统的概念、特征、功能和提供的服务

操作系统的概念

操作系统的特征

a.并发（Concurrence）

b.共享(Sharing)

c.虚拟(Virtual)

d.异步(Asynchronism)

操作系统的功能

a.处理机管理

b.存储器管理

c.设备管理

d.文件管理

e.操作系统与用户之间的接口

操作系统提供的服务

（2）操作系统的发展与分类

操作系统的发展过程

a.人工操作方式

b.批处理阶段

c.分时操作系统

d.实时操作系统

（3）操作系统的基本结构

大内核

微内核

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（1）操作系统的概念、特征、功能和提供的服务

• 操作系统的概念

（汤）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。

（王道）

a.负责管理协调硬件、软件等计算机资源等工作

b.为上层用户、应用程序提供简单易用的服务

c.是一种系统软件

• 操作系统的特征

a.并发（Concurrence）

并发与并行：并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。

                          并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

(在多道程序环境下)并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序运行，但(在单处理机系统中)，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替进行。

b.共享(Sharing)

1）互斥共享方式（如打印机、磁带机、对摄像头设备的共享使用）规定在一段时间内，只允许一个进程访问该资源。

为此，在系统中必须配置某种机制，用于保证诸进程互斥地使用临界资源。

2）同时共享方式（如对硬盘设备资源的共享使用）允许在一段时间内由多个进程“同时”对它们进行访问。

这里的“同时”，在单处理机环境下是宏观上意义上的，而在微观上，这些进程对资源的访问是交替进行的。

并发和共享是多用户(多任务)OS的两个最基本的特征。

c.虚拟(Virtual)

1）时分复用技术（如虚拟处理机技术、虚拟设备技术）

2）空分复用技术（如虚拟存储技术）

d.异步(Asynchronism)

• 操作系统的功能

a.处理机管理

1）进程控制   在多道程序环境下为使作业能并发执行，必须为每道作业创建一个或几个进程，并为之分配必要的资源。

2）进程同步  为使多个进程能有条不紊地运行，系统中必须设置相应的进程同步机制。

3）进程通信  当有一组相互和合作的进程完成一个共同的任务时，在它们之间往往需要交换信息

4）调度  在传统OS中，调度包括作业调度和进程调度两步。

b.存储器管理

1）内存分配

2）内存保护

3）地址映射

4）内存扩充

c.设备管理

1）缓冲管理

2）设备分配

3）设备处理

d.文件管理

1）文件存储空间的管理

2）目录管理

3）文件的读/写管理和保护

e.操作系统与用户之间的接口

1）用户接口

A.联机用户接口  为联机用户提供的，它由一组键盘操作命令及命令解释程序组成。

B.脱机用户接口  为批处理作业的用户提供的。

2）程序接口

程序接口是为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，是用户取得操作系统服务器的唯一途径。

• 操作系统提供的服务

（2）操作系统的发展与分类

• 操作系统的发展过程

a.人工操作方式

缺：人机矛盾（CPU与I/O设备之间速度不匹配的矛盾）

b.批处理阶段

1）单道批处理系统（引入脱机输入/输出技术）

优：缓解人机速度矛盾

缺：资源利用率依然很低

2）多道批处理系统（操作系统开始出现）

优：多道程序并发执行，资源利用率高；系统吞吐量大

缺：平均周转时间长；无交互能力

c.分时操作系统

优：提供人机交互功能；共享主机

缺：不能优先处理紧急任务

d.实时操作系统

硬实时任务：必须绝对严格的在规定时间内完成/p>

软实时任务：能接受偶尔违反时间规定/p>

优：能优先处理紧急任务

（3）操作系统的基本结构

（以下为王道课程里的内容）

• 大内核

将操作系统的主要功能模块都作为系统内核，运行在核心态。

优：高性能

缺：代码庞大，结构混乱，难以维护

• 微内核

只把最基本的功能保留在内核

优：内核功能少，结构清晰，方便维护

缺：需要频繁地在核心态和用户态之间切换，性能低

典型的大内核操作系统：Linux、UNIX

典型的微内核操作系统：Windows NT