第一章总汇总
操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机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。
操作系统的目标：有效性、方便性、可扩充性、开放性。
操作系统的作用：1.作为用户与计算机硬件系统之间的接口。
2.作为计算机系统资源的管理者 （管理处理器、存储器、I/O设备、数据和程序
3.实现了对计算机资源的抽象
* 联机和脱机I/O方式：减少了CPU 的空闲时间，提高了I/O速度。
操作系统的发展过程
手工操作阶段：脱机输入/输出方式
单道批处理阶段：调入作业时，监控程序从这一批中选一道作业调入内存运行，当这一作业完成时，监控程序调入另一道程序，直到这一批作业全部完成。（成批进行，内存仅存放一道作业，导致资源利用率和吞吐量低下的问题）
多道程序设计技术：内存中放多道程序，使他们在管理程序的控制下相互穿插地运行。
优点：资源利用率高、系统吞吐量大 缺点：平均周转时间长，无交互能力
分时系统
（将系统时钟时间划分很小的片段——时间片q=M/n：以q为单位轮流为每个终端服务(M=响应周期，n=终端个数)。）
产生的原因：人–机 交互、共享主机、方便上机
特征：多路性/同时性（宏观上同时有多个用户在运行。）
独立性（每个用户一个终端，独立操作，互不干扰）
交互性（在终端上编辑、运行程序，或其它操作。）
及时性（在很短时间内得到响应，小于2-3秒。）
实时系统 是指系统能在截止时间前完成对请求事件的处理。
特征：快速响应时间，有限的交互能力（限定专用服务程序），高可靠性
★一个通用的OS不一定仅是一种OS类型
- 三种基本的操作系统
批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。
微机操作系统（Microcomputer Operating System）作为操作系统的一个类型，是由于随着VLSI的发展，芯片集成度越来越高，价格越来越低而带来了微机时代，在微机上配置的操作系统就称为微机操作系统。
应用领域：事务处理、个人娱乐
系统要求：使用方便、支持多种硬件和外部设备（多媒体设备、网络、远程通信）、效率不必很高。
操作系统的基本特性：并发、共享、虚拟、异步性
并发是在内存中放多道作业，在一个时间段上看，每一道作业都能不同程度地向前推进。但在任何一个时间点上只能有一道占用CPU（单CPU）。
并行是指两个或多个作业在同一时间点运行（多CPU）。
共享：系统中的资源可供多个并发的进程共同使用。
互斥共享方式：一段时间仅允许一个进程访问的资源，称为临界资源/独占资源；打印机、磁带、程序中的变量、堆栈等；
同时访问方式：一段时间允许多个进程访问，但微观交替使用：磁盘；
虚拟：通过某种技术将一个物理实体映射为若干个逻辑上的对应物。（是操作系统管理资源的重要手段，可提高资源利用率）
异步性：进程以不可预知的运行速度向前推进
（执行时间、顺序、向前推进的速度和完成的时间等都是不可预知的。）
操作系统的基本功能：
- 处理机管理：进程控制、进程同步、进程通信、调度
（主要任务：是对处理机进行分配、对处理机运行进行有效的控制和管理、注：处理机的分配和运行以进程为基本单位，因此对处理机的管理可归结为对进程的管理。）
② 存储器管理：内存分配、地址映射（把地址空间的逻辑地址转换为内存空间的物理地址）、存储保护、存储扩充
（主要任务：为多道程序的运行提供良好的环境、方便用户使用存储器、提高存储器的利用率、从逻辑上扩充内存）
③设备管理：最庞大、琐碎的部分 设备分配、设备驱动、缓冲管理、设备独立性和虚拟设备（主要任务：完成用户提出的I/O请求、为用户分配I/O设备、提高I/O设备的利用率及速度、方便用户使用I/O设备）
④文件管理：文件储存空间管理（提高运行速度）、目录管理（方便查找、实现共享）、文件的读写管理和存取控制（防止非法使用）
⑤用户接口：命令接口、程序接口（系统调用）、图形接口
操作系统的结构设计：
1.无结构OS:由众多过程直接构成，各过程之间相互调用，OS内部不存在任何结构
特点：程序内部代码无结构
缺点：庞大杂乱，调试难，阅读难，维护难
2.模块化OS结构:
优点：提高OS设计正确性、可理解性、可维护性，加速OS开发过程
缺点：模块与接口划分困难，模块间存在复杂依赖关系
3.分层式OS结构：
优点：易保证系统正确性，易扩充，易维护性
缺点：系统效率降低
4.微内核OS结构：支持多处理机运行，适用于分布式系统环境
特征：以微内核为OS核心；以客户/服务器为基础；采用面向对象程序设计方法
缺点：运行效率有所降低
程序执行结果是不确定的，即程序是不可再现的；
UNIX操作系统是一种多用户的、人机交互的 分时系统 。
操作系统提供给用户程序的接口是 系统调用
分时系统响应时间与 就绪进程数目和时间片长度 有关