操作系统（第四版）期末复习总结
第一章 操作系统引论
1、操作系统是什么？
操作系统为用户完成所有“硬件相关，应用无关“的工作，以给用户方便、高效、安全的使用环境
1.1、定义：
  操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制并协调多个任务的活动，实现信息的存取和保护。它提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。
1.2、目标
（1）、方便性：配置OS后计算机系统更容易使用
（2）、有效性：改善资源利用率；提高系统 吞吐量
（3）、可扩充性：OSde结构（如层次化的结构：无结构发展->模快化结构->层次化结构->微内核结构）
（4）、开放性：OS遵循世界标准范围。
1.3、作用：
（1）、OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（API／CUI／GUI）
即：OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。
（２）、OS是计算机系统资源的管理者（处理机、存储器、I/O设备、文件）
  处理机管理是用于分配和控制处理机
  存储器管理是负责内存的分配与回收
  I/O设备管理是负责I/O设备的分配（回收）与操纵
  文件管理是用于实现文件的存取、共享和保护
（3）、OS实现了对计算机资源的抽象（OS是扩充机/虚拟机）
2、操作系统的发展过程
2.1、未配置操作系统的计算机系统（40年代 手工操作阶段）
（1）、人工操作方式：用户独占全机，资源空闲浪费。
缺点：
手工装卸、人工判断、手工修改与调试内存指令等造成CPU空闲；
提前完成造成剩余预约时间内的CPU完全空闲；
I/O设备的慢速与CPU的速度不匹配造成的CPU空闲等待时间
（2）、脱机输入输出（Off-Line I/O）方式。
优点：
减少了CPU的空闲时间
提高了I/O速度
2.2、单道批处理系统（50年代）
（1）、解决问题：
    单道批处理系统是在解决人机矛盾和CPU与I/O设备速度不匹配矛盾的过程中形成的。批处理系统旨在提高系统资源的利用率和系统的吞吐量。（但单道批处理系统仍不能充分利用资源，故现在已很少用）
单道批处理分为：联机批处理、脱机批处理
    联机批处理：CPU直接控制作业输入输出进程通信方式
    脱机批处理：由外围机控制作业输入输出
（2）、缺点：
系统资源利用率低（因为内存中只存在一道程序，I/O请求成功前CPU都处于空闲状态）
（3）、特征
自动性。正常情况下，一批作业能自动依次运行，无需人工干预。
顺序性。各道作业是顺序进入内存，FCFS
单道性。内存中任何时候只能有一道作业。
2.3、多道批处理系统（60年代初）
目的：为了进一步提高资源利用率和系统吞吐量
  该系统中，用户提交的作业都先存在外存中，在作业A在执行I/O请求时，CPU空闲，此时调用作业B，防止CPU空闲。同理按一定的算法调用作业，防止CPU空闲
PS:推动多道批处理系统形成和发展的动力是提高资源利用率和系统吞吐量。
优点：
资源利用率高（资源指CPU、存储器、设备、数据）
系统吞吐量大（系统吞吐量指系统在单位时间完成的总工作量（作业数量））
缺点：
平均周转时间长（作业的周转时间是指从作业进入系统开始，直至其完成并退出系统为止所经历的时间。）
无交互能力
特点：
多道：内存同时存在多个作业
宏观上并行：同时有多道程序在内存运行，某一时间段上，各道程序不同程度地向前推进。
微观上串行：任一时刻最多只有一道作业占用CPU，多道程序交替使用CPU
还需解决的问题：
处理机管理问题
内存管理问题（内存分配和保护）
I/O设备管理问题
文件管理问题（文件的组织和管理）
作业管理问题
用户与系统的接口（OS还应提供用户与OS的接口，方便用户操作）
2.4、分时系统（60年代中）
分时系统是指在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的键盘，以交互的方式使用计算机，共享主机中的资源。
PS:推动分时系统形成和发展的主要动力是用户的需要：交互、共享主机、方便上机。
关键问题：
及时接收（多路卡和缓冲区）：作业直接进入内存、不允许一个作业长期占用处理机

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