导图社区 操作系统 第一章 概论
408操作系统第一章知识点汇总，本思维导图有关于该系统的一系列内容介绍，简洁明了。
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第一章 概论
目标和功能
资源的管理者
分类
处理机管理（以进程为基本单位）
确定进程调度策略
给出进程调度算法
处理机分配
存储器管理
内存分配与回收
地址映射
内存保护与共享
内存扩充
文件管理
文件存储空间管理
目录管理及文件读写管理
保护
设备管理
设备无关性
设备分配
设备控制传输
功能
监视各种资源
实时分配策略
分配资源
回收资源，再分配
用户与计算机系统之间的接口
命令接口（一般用户）
允许用户直接使用
联机（交互）命令接口
脱机（批处理）命令接口
程序接口（程序员）
用户间接使用
系统调用/广义指令
图形用户接口GUI
图形化操作界面
对硬件机器的扩展
扩充机器
特征
并发（最基本）
并行性
同一时刻
并发性
同一时间间隔
宏观同时发生
微观交替发生
共享（最基本）
互斥共享
如摄像头设备
“同时”共享
如硬盘资源
宏观同时
微观交替
虚拟
空分复用技术
如虚拟存储技术
时分复用技术
如虚拟处理器技术
异步
“走走停停”
发展
手工操作阶段
缺点：人机速度矛盾、资源利用率低
批处理操作系统
单道批处理系统（引入脱机输入、输出技术）
串行执行、内存中只有一道程序
优点：缓解人机速度矛盾
缺点：资源利用率依然很低
多道批处理系统（操作系统开始出现）
多道程序设计
定义
允许多个串行进入内存同时运行
特点
宏观
并行
微观
串行
多道批处理系统
多道
容纳多个作业
从后备队列中选择一个或多个进内存
系统形成作业流
成批
运行过程中不可发生交互
系统一旦提交，则不可干预
用户脱机使用
作业成批处理
多道程序并行
优点：多道程序并发执行，资源利用率高
缺点
无人机交互
用户响应时间长/周转时间长
提交后无法控制
分时操作系统TSOS
计算机以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务
分时技术
时间分片
性能重要指标：响应时间
交互性
人机交互
多路性
系统按分时原则，为每个用户服务
及时性
用户请求能在很短时间内响应
独立性
用户各占一个终端，互不干扰
优点：提供人机交互功能
缺点：无法及时处理紧急任务
实时操作系统RTOS
主要类型
过程控制系统
信息查询系统
事务处理系统
硬实时（实时控制系统）
必须在严格规定时间内完成处理
导弹控制系统
自动驾驶
软实时（实时信息处理系统）
能偶尔违反时间规定
订票系统
可靠性
优点
优先响应紧急任务
网络和分布式操作系统
个人计算机操作系统
OS的运行机制和体系结构
运行机制
六种概念
指令
特权指令
非特权指令
处理器状态
核心态
用户态
程序
内核程序
应用程序
中断和异常
系统调用
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
对系统资源进行管理
进程管理
体系结构
大内核
优点：高性能
缺点：内核代码庞大，结构混乱，难以维护
微内核
优点：内核功能少，结构清晰，方便维护
缺点：需要频繁的在核心态和用户态之间切换，性能低
中断机制的诞生
为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，意味着需要操作系统介入开展管理工作，CPU用户态->核心态
中断是CPU用户态->核心态的唯一途径
中断的分类
内中断（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（强迫中断）
外设请求
人的干预
补充：内中断的另一种分类方式
陷阱、陷入（trap）
故障（fault）
终止（abort）
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环境
根据中断信号类型转入相应的中断处理程序
回复进程的CPU环境并退出中断，返回原进程继续往下执行
什么是系统调用，有何作用？
操作系统提供给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
系统调用使处理器用户态->核心态
进程控制
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地进行系统调用
系统调用背后的过程
1.传递系统调用参数
2.执行陷入指令
3.执行系统调用相应服务程序
4.返回用户程序
