导图社区 计算机操作系统概述
考研计算机408必备，学长倾情整理，非常详细，适合在一轮复习后使用。什么是计算机系统？计算机操作系统的进程管理、内存管理、文件管理和I/O管理。这些内容在下图均有详细介绍，欢迎借鉴学习！
数据结构与算法 数据结构是计算机中存储、组织数据的方式。 数据结构是一种具有一定逻辑关系,在计算机中应用某种存储结构,并且封装了相应操作的数据元素集合。
操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
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计算机操作系统思维导图
计算机组成原理
IMX6UL(A7)
考试学情分析系统
系统概述
操作系统的。。。
概念
负责管理协调硬件，软件等计算机资源的工作
为上层用户、应用程序提供简单易用的服务
是一种系统软件
功能和目标
资源的管理者
处理机管理
存储器管理
文件管理
设备管理
向用户提供服务
命令接口
联机命令接口
脱机命令接口
程序接口
由一组系统调用组成
GUI用户图形界面
对硬件机器的扩展
扩充机器
操作系统的四个特征
并发
共享
互斥共享方式（如对摄像头设备的共享使用）
同时共享设备（如对硬盘资源的共享使用
虚拟
空分复用技术（如虚拟存储技术）
时分复用技术（如虚拟存储器技术）
异步
操作系统的发展与分类
手工操作阶段
人机速度矛盾
批处理阶段
单道批处理（引入脱机输入输出技术）
缓解人机速度矛盾
资源利用率依然很低
多道批处理系统（操作系统开始出现）
多道程序并发执行，资源利用率高
不提供人机交互功能
分时操作系统
提供人机交互功能
不能优先处理紧急任务
实时操作系统
硬实时系统
必须在绝对严格的规定时间内完成处理
软实时系统
能接受偶尔违反时间规定
能优先处理紧急任务
网络操作系统
分布式操作系统
个人计算机操作系统
OS的运行机制和体系结构
运行机制
两种指令
特权指令
只能在核心态下执行
非特权指令
两种处理器状态
核心态
用户态
两种程序
内核程序
只能在核心下执行
应用程序
操作系统内核
时钟管理
中断处理
原语
是一种特殊的程序，其执行具有原子性
对系统资源进程管理的功能
进程管理
操作系统的体系结构
大内核
高性能
内核代码庞大，结构混乱，方便维护
微内核
内核功能少，结构清晰，方便维护
需要频繁的在核心态和用户态之间切换，性能低
中断和异常
中断机制的诞生
为了实现多道程序并发执行而引入的一种技术
中断的概念和作用
发生中断，就意味着需要操作系统接入并开展管理工作，CPU会立即进入核心态
中断是CPU从用户态进入核心态的唯一途径
中断的分类
内中断（也称异常、例外、陷入）
自愿中断-指令中断
强迫中断
硬件故障
软件中断
外中断（中断）
外设请求
人工干预
补充：内中断的另一种分类方式
陷阱、陷入（trap)
故障
终止
外中断的处理过程
每条指令执行结束后，CPU检查是否有外部中断信号
若有外部中断信号，则需要保护被中断进程的CPU的环境
根据中断信号类型转入相应的中断处理程序
恢复原进程的CPU环境并退出中断，返回原进程继续往下执行
系统调用
什么是系统调用，有何作用
操作系统提供应用程序使用的接口
应用程序通过系统调用来请求获得操作系统的服务
系统调用会使处理器从用户态进入核心态
分类
进程控制
凡是与资源有关的操作，会直接影响到其他进程的操作，一定需要操作系统介入，即需要通过系统调用来实现
进程通信
内存管理
系统调用和库函数的区别
系统调用是操作系统向上层提供的接口
有的库函数是对系统调用的进一步封装
当今编写的应用程序大多是通过高级语言提供的库函数间接的进行系统调用
系统调用背后的过程
传递系统调用参数
执行陷入指令
系统调用发生在用户态，对系统调用的处理发生在核心态
执行陷入指令会产生内中断，使处理器从用户态进入核心态
执行系统调用相应服务程序
返回用户程序
