操作系统复习总结：教材《操作系统（第5版）》
操作系统复习总结：教材《操作系统（第5版）》
⽂章⽬录
操作系统基础
基础
1. 操作系统的层次
1. 机器层 → 硬件
2. 操作系统层 → 系统
3. 系统层 → 系统软件
4. 应⽤层 → 应⽤程序
2. 概念
1. 操作系统是⼀种系统软件，是软、硬件资源的控制中⼼。它以尽量合理有效的⽅法组织单个或多个⽤户以多任务⽅式共享计算机
系统的各种资源，并提供使⽤接⼝。
3. 计算机系统的软件层次及构成
一个线程可以包含多个进程
4. 操作系统作为特殊的⼦程序
5. 操作系统作为资源管理者
1. 资源共享⽅法：时分和空分
1. 时分：独占式共享、分时式共享
6. 操作系统提供程序并发运⾏机制
7. 设计⽬标
1. 有效性
2. ⽅便性
3. 可扩充性
4. 开放性
8. 作⽤
1. 操作系统是⽤户与计算机硬件系统之间的接⼝
2. 是计算机系统资源的管理者
3. 操作系统扩充了机器的功能
4. 合理组织⼯作流程
9. 内容
1. 处理机管理
2. 存储管理
3. 设备管理
4. ⽂件管理
10. 三种经典类型
1. 批处理系统
2. 分时系统
3. 实时系统
11. 操作系统发展
脱机输⼊输出⽅式→监督程序(单道批处理)→多道批处理系统
1. 监督程序特点：
1. 单道性
2. 顺序性
3. ⾃动性
2. 多道批处理系统特点
1. 并发
2. 共享
后代都⽐前代的优点：
1. 提⾼了CPU的利⽤率
2. 提⾼了I/O速度和利⽤率
12. 四⼤特征
1. 并发性
2. 虚拟性
3. 共享性
4. 异步性
13. 分时系统的实现思想：分时技术（时间⽚⽅法）
14. 分时系统的基本特点
1. 并发性
2. 共享性
3. 交互性
4. 独⽴性
15. 实时系统概念
1. 计算机⽴即响应运算和处理被控过程或事务处理16. 实时系统的特征
1. 并发性
2. 交互性
3. 独⽴性
4. 及时性
5. 可靠性
17. 操作系统三种运⾏模式
1. 独⽴运⾏的内核
2. 嵌⼊⽤户进程运⾏模式（主流系统应⽤）
3. 微内核运⾏模式
中断和异常
1. （狭义）中断和异常的区别
1. 中断与正执⾏的指令⽆关
2. 异常与正执⾏的指令有关
2. 中断包括
1. I/O中断和时钟中断
2. 机器故障（包括：校验错、电源故障、主存读数错等）
3. 异常包括
1. 程序性异常（包括：⾮法操作码、⽆效地址、算术溢出）
2. ⾃陷指令
4. 中断屏蔽：软屏蔽和硬屏蔽
5. 现场信息：
1. 程序计数器PC
2. 通⽤寄存器
3. 程序运⾏相关的特殊寄存器
6. 核⼼态为管态、系统状态、监督⽅式
7. ⽤户态为⽬态、⽤户状态、⽤户⽅式
8. 中断向量
1. 处理程序的⼊⼝地址
2. 处理机状态转换的信息，PC、PS
1. PS：处理机状态字
9. 中断/异常处理过程
1. 中断/异常进⼊
2. 保存现场
3. 分析原因并转⼊中断/异常处理程序
4. 恢复现场
10. 中断/异常的第⼀件事：交换PC和PS的值
系统调⽤
1. 概念
1. 是操作系统内核程序和⽤户态运⾏程序之间的接⼝
2. 是⽤户程序在程序⼀级请求操作系统为之服务的⼀种⼿段2. 调⽤过程
1. 保存现场后，查表得到地址转⼊总控程序
2. 类型号查表后参数传递，转⼊系统调⽤实现出数
3. 结束返回，结果存⼊寄存器
4. 恢复现场，退出系统调⽤
进程和线程
基础
1. 概念
1. 进程是⼀个具有⼀定独⽴性功能的程序关于某个数据集合的⼀次可以并发的运⾏活动
2. 由以下4个⽅⾯组成：
1. 可执⾏程序及处理数据
2. ⼀个独⽴的进程⽤户空间
3. 分配给进程的其他系统资源，如I/O设备、⽂件
4. ⼀个执⾏栈区（⼀个⽤户栈，⼀个核⼼栈）
2. 进程和程序的关系
1. ⼀个进程⾄少运⾏⼀个可执⾏程序
2. 同⼀个程序可以由多个进程分别执⾏
3. 进程映像
1. 程序、数据和⽤户栈的集合
4. 进程控制块
1. 组织形式
1. 链接⽅式
2. 索引⽅式
2. 进程控制块表⽰
进程标识信息
处理机状态信息
进程控制信息
5. 进程状态变化模型
1. 运⾏状态
2. 就绪状态
3. 等待(阻塞)状态
4. 创建状态
5. 结束状态
1. 还有⼀个进程挂起状态，与辅存相关，与5个状态对应
6. 进程执⾏模式
1. 特权模式
2. ⾮特权模式
7. 进程调度：特指选择进程占⽤处理机
8. 三级调度
1. ⾼级调度：选择后备作业、⼜称作业调度
2. 中级调度：选择辅存中挂起的进程

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