操作系统概论名词解释
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原语:它是由若干条机器指令所构成,用以完成特定功能的一段程序,为保证其操作的正确性,它应当是原子操作,即原语是一个不可分割的操作。
设备独立性:指用户设备独立于所使用的具体物理设备。
即在用户程序中要执行I/O操作时,只需用逻辑设备名提出I/O请求,而不必局限于某特定的物理设备。
操作系统:操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地组织计算机的工作流程,以及方便用户的程序的集合。
其主要功能是实现处理机管理、内存管理、I/O设备管理、文件管理和用户接口。
文件:指具有文件名的若干相关元素的集合。
进程:进程是程序在一个数据集合上的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立的基本单位。
虚拟存储器:指具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。
从用户观点看,虚拟存储器具有比实际内存大得多的容量。
这既方便了用户,又提高了内存的利用率和系统的吞吐量。
另外虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。
具有多次性,对换性和虚拟性三大主要特征文件目录:为了项用户提供对文件的存取控制及保护功能,而按一定规则对系统中的文件名,(亦可包含文件属性)进行组织所形成的表,称为目录表或文件目录。
SPOOLING:即同时联机外围操作,又称脱机操作。
在多道程序环境下,可利用多道程序中的一道程序,来模拟脱机的输入输出功能。
即在联机条件下,将数据从输入设备传送到磁盘,或从磁盘传送到输出设备。
设备管理中的数据传送控制方式有哪几种?分别简述如何实现的。
程序直接控制:由用户进程来直接控制内存或CPU和外设间的信息传送。
中断方式:进程通过CPU发出指令启动外设,该进程阻塞。
当输入完成时,I/O控制器通过中断请求线向CPU发出中断信号,CPU进行中断处理。
DMA方式:在外设和内存之间开辟直接的数据交换通路。
通道控制方式:CPU发出启动指令,指出通道相应的操作和I/O 设备,该指令就可启动通道并使该通道从内存中调出相应的通道指令执行。
操作系统概论操作系统(OperatingSystem,简写OS)是一种计算机软件它担当着计算机系统的中枢,能够对系统内的硬件资源、计算机上运行的程序及使用者之间进行调度和控制,并实现计算机之间的信息传输和信息共享。
操作系统提供了一个与硬件相分离的虚拟环境,使用者可以通过系统软件进行操作而不需要考虑硬件特性。
操作系统可以被划分为实时操作系统、多任务操作系统和分时操作系统。
实时操作系统是指计算机必须在一定时间内完成特定任务,其特点是可靠性强、抗干扰性好,主要用于复杂的实时信息处理系统,如航空、医疗系统等。
多任务操作系统是指一台计算机可以同时执行多个任务,它是通过分配不同的计算资源如CPU、内存、I/O设备来实现的。
例如Windows系统就是一种多任务操作系统。
分时操作系统是指计算机在计算机系统中动态调度多个任务,使每个任务都有一段时间片来运行,它的特点是能够应付大规模的用户。
例如Linux、Unix 等。
操作系统的功能特征有:(1)资源管理系统,指操作系统实现对计算机系统中硬件资源,如CPU、存储器、I/O设备等,以及软件资源,如文件、进程、用户信息等的管理,以便高效地利用资源;(2)系统性能改进,指系统需要采用合理的机制,实现系统的性能可靠性、可用性和可调性;(3)安全和保护管理,指操作系统需要采取合理的机制,确保系统的安全性和数据的完整性;(4)程序调度,指操作系统需要采取合理的机制,实现对系统中各种程序的调度,使得系统能够及时地响应用户请求;(5)用户界面管理,指操作系统需要采取合理的机制,实现用户与系统之间的界面。
操作系统的发展是一个持续不断的过程,目前,操作系统的发展趋势是:(1)多媒体系统,它具有良好的图形用户界面,能够更好地支持听觉、视觉等多种媒体;(2)网络系统,它能够支持多种网络,可以实现系统之间的信息共享,实现远程控制;(3)安全系统,它能够更好地保护系统资源和数据,防止非法用户访问系统;(4)虚拟环境系统,它能够实现多任务虚拟,节约系统资源,提高系统性能;(5)智能系统,能够实现对人机交互的智能处理,实现计算机的智能化。
一、操作系统概论操作系统:是一组控制和管理计算机硬件和软件资源合理对各类作业进行调度,以方便用户的程序的集合软件:是提高计算机系统效率和方便用户使用计算机的程序响应时间:从用户发出命令道系统完成处理所需要的时间分时技术:把处理机的响应时间划分成若干个大小相等(或者不等)的时间单位,称为时间片,每个终端用户获得CPU,就等于获得一个时间片,该用户程序开始运行时间片到(用完),用户程序暂停运行,等待下一次运行。
批处理:是指把一批作业以脱机的以脱机方式输入到磁带机上,并把系统中配上监督程序,它负责完成作业的调入、互动运行、输出运行结果等工作。
吞吐量:对网络设备、端口、虚电路或其他设施,单位时间内成功地传送数据的数量。
裸机:一台完全无软件的计算机系统。
脱机输入输出:由于程序和数据的输入输出都是在外围机的控制下完成的或者它们是在脱离主机的情况下进行的,故称为脱机输入输出。
单道批处理系统:系统对作业的处理都是的,且在内存中只保持一道作业,故称为单道批处理系统。
它的主要特征有:自动性、顺序性、单道性多道批处理系统:该系统把用户提交的作业成批地送入计算机内存,然后由作业调度该程序自动地选择作业运行。
并发性:是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
并行性:是指两个或多个事件在同一时刻发生。
临界资源:指在一段时间内只允许一个进程访问的资源。
虚拟性:指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。
二进程的描述与控制原语是指由若干条指令组成、用来实现某个特定操作的一个过程。
原语的执行具有原子性,即原语在执行过程中不能被分割。
操作系统内核中含有许多原语,它们运行在系统状态下。
内核:通常将一些与硬件紧密相关的模块(诸如中断处理程序,各种常用设备的驱动程序),以及运行频率较高的模块(诸如时钟管理进程调度以及许多模块公用的一些基本操作)都安排在紧靠硬件的软件层次中,并使它们常驻内存,以便提高OS的运行效率,并对它们加以保护。
第一章操作系统概论1.操作系统定义:计算机系统中的一个系统软件,一些程序模块的集合——他们能有效组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源,合理地组织计算机的工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能使用户能够灵活、方便、有效地使用计算机,并使整个计算机系统能高效的运行。
2.操作系统特征:并发性、共享性(互斥共享、同时共享)、随机性3.操作系统功能:1)进程管理(进程调度、进程同步、进程间通信、调度(处理机调度,包括进程调度、线程调度、作业调度))2)存储管理(内存的分配与回收、存储保护、内存扩充)、3)文件管理(文件存储空间的管理、目录管理、文件系统的安全性)4)设备管理5)用户接口。
4.操作系统的发展手工操作、监控程序(早期批处理)、多道批处理、分时系统、unix通用操作系统、个人计算机操作系统(ios windows linux)、android操作系统5.操作系统分类1)批处理操作系统特点是成批处理。
优点是作业流程自动化较高,资源利用率较高,作业吞吐量达,从而提高整个系统效率;但用户不能直接与计算机交互,不适合调试程序。
用户模式——目态——一般指令特权模式——管态——特权指令Spooling技术2)分时系统(采用时间片轮转方式处理服务请求,并通过交货方式在终端上向用户显示结果)特点:多路线、交互性、独占性、及时性3)实时操作系统(分硬实时系统和软实时系统)除具有多道程序系统基本能力外,还有实时时钟管理、过载保护、高可靠性能力。
4)嵌入式操作系统5)个人计算机操作系统6)网络操作系统7)分布式操作系统特点:是一个统一的操作系统,在系统中的所有主机使用的是同一个操作系统;实现资源的深度共享;透明性;自治性集群是分布式系统地一种。
8)智能卡操作系统(片内操作系统COS)6.操作系统结构1)整体式结构优点:结构紧密,接口简单直接,系统效率较高缺点:模块间转接随便,各模块互相牵连,独立性差,系统结构不清晰;更换修改困难;以大型表格为中心。
计算机操作系统名词解释计算机操作系统名词解释1. 操作系统操作系统是一种控制和管理计算机硬件与软件资源的程序,它提供了一个对计算机系统进行操作、管理和控制的接口。
操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动程序等。
1.1 进程管理进程是指计算机上运行的一个程序的实例。
进程管理涉及到建立、销毁和调度进程,以及处理进程之间的通信和同步。
1.2 内存管理内存管理负责为进程分配内存空间,并进行内存的分页、分段以及虚拟内存的管理。
它还处理内存的分配和回收,以及解决内存碎片等问题。
1.3 文件系统文件系统是指操作系统用来组织和管理文件及文件存储空间的方法。
它提供了对文件的创建、读取、写入、删除等操作,并管理文件的权限和保护机制。
1.4 设备驱动程序设备驱动程序是操作系统与硬件设备之间的接口,用于控制和管理各种硬件设备,包括输入输出设备、存储设备、网络设备等。
2. 进程调度算法进程调度算法是操作系统用来决定哪些进程优先执行的方法。
常见的调度算法包括先来先服务调度算法(FCFS)、短作业优先调度算法(SJF)、轮转调度算法(RR)等。
2.1 先来先服务调度算法(FCFS)先来先服务调度算法是指按照进程到达的先后顺序进行调度,即先到达的进程先执行。
这种调度算法的特点是简单,但可能会导致长作业等待时间过长。
2.2 短作业优先调度算法(SJF)短作业优先调度算法是指按照进程的执行时间进行调度,执行时间短的进程优先执行。
这种调度算法可以减少平均等待时间,但可能会导致长作业等待时间过长。
2.3 轮转调度算法(RR)轮转调度算法是指按照时间片的大小将进程分为若干个时间片,每个时间片内的进程轮流执行。
当一个时间片用完后,系统会将当前进程挂起,执行下一个进程。
这种调度算法可以保证公平性,但可能会导致长作业的响应时间较长。
3. 内存管理算法内存管理算法是操作系统用来管理内存空间的方法。
常见的内存管理算法包括连续内存分配算法、非连续内存分配算法、分页和分段等。
操作系统是一种计算机软件,它可以控制和协调一台计算机的所有硬件和软件资源,并且可以提供允许多个用户同时使用计算机的功能。
操作系统还可以让计算机更容易地运行,并允许用户更方便地与计算机交互。
操作系统的功能主要包括:资源管理、任务管理和文件系统。
资源管理是指操作系统对计算机的内存、外部存储器和其它资源的分配。
任务管理是指操作系统负责安排CPU完成多个任务,并保证任务的正确运行。
文件系统是指操作系统负责记录、储存和删除文件,使用户能够通过文件进行数据的存取,同时也负责保护文件的安全。
操作系统的类型大致可以分为两种,即原始操作系统和多用户操作系统。
原始操作系统只允许一个用户同时使用计算机,多用户操作系统则可以允许多个用户同时使用计算机。
常见的操作系统有Windows、Linux和Unix,它们的功能主要集中在
资源管理、任务管理和文件系统上。
操作系统是计算机的核心,它既可以提供方便的用户界面,又可以控制硬件和应用软件的运行,使用户更容易地使用计算机。
目前市面上大部分操作系统都具有友好的图形界面,使用户能够更方便地进行操作。
正是由于操作系统的出现,集成了许多复杂的功能,才使计算机越来越容易使用,发展到今天的技术水平。
操作系统名词解释操作系统名词解释:1、操作系统:操作系统是一种控制和管理计算机硬件与软件资源的程序集合,它为用户和其他软件提供了访问计算机系统的接口,协调计算机硬件和软件资源的分配和管理。
2、内核:操作系统的内核是操作系统的核心组件,负责管理计算机硬件资源,并提供基本的功能和服务,如进程管理、内存管理、文件系统等。
3、进程:进程是指正在运行的程序的实例,它由程序代码、数据、指令等组成。
操作系统通过进程管理来协调和控制程序的执行,包括创建、调度、切换、终止等操作。
4、线程:线程是进程中的一个执行单元,一个进程可以包含多个线程。
线程共享进程的资源,可以并发执行,提高了程序的执行效率。
5、内存管理:操作系统的内存管理负责管理计算机的物理内存,包括分配、回收和保护内存等操作。
6、文件系统:文件系统负责管理计算机存储介质上的文件和目录,提供文件的存储和访问接口,并管理文件的权限和安全。
7、设备驱动程序:设备驱动程序是操作系统中的一个组件,负责管理和控制计算机系统中的硬件设备,如打印机、键盘、鼠标等。
8、调度算法:调度算法是操作系统中用于选择进程或线程执行的顺序的算法。
常见的调度算法包括先来先服务、最短作业优先、轮转调度等。
9、中断:中断是指计算机运行过程中的一种事件,它打断正在执行的程序,使操作系统能够处理一些紧急的任务或响应外部设备的请求。
10、多任务:多任务是指操作系统可以同时执行多个任务,并使它们以一定的时间间隔轮流执行,给用户呈现出同时运行的效果。
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法律名词及注释:1、版权:指对创作作品享有的法律保护,包括文学作品、艺术作品、音乐作品等。
2、商标:指用于区分产品或服务的标识,如商标名称、商标图案等,通过注册可以享有独占使用权。
3、专利:指对发明的技术或创新的设计等拥有的专有权,通过专利权可以防止他人在未经授权的情况下使用、制造或销售该技术或设计。
计算机操作系统名词解释计算机操作系统名词解释1.操作系统操作系统是计算机系统的核心组成部分,它管理着计算机系统的硬件和软件资源,提供了一个操作界面和各种服务,以使计算机能够高效地运行各种应用程序。
2.内核内核是操作系统的核心部分,负责管理各种硬件资源,并提供了与应用程序交互的接口。
它控制着计算机的进程、文件系统、内存管理和设备驱动等。
3.进程进程是程序在操作系统中的一次执行。
每个进程有自己的地质空间和资源,操作系统通过调度进程,实现多任务的执行和切换。
4.线程线程是进程的一部分,一个进程可以包含多个线程。
线程是操作系统调度的基本单位,多个线程可以共享同一进程的资源,实现更高效的并发执行。
5.内存管理内存管理是操作系统负责管理计算机内存资源的功能,包括分配、回收以及虚拟内存等。
它通过内存管理单元(MMU)将虚拟地质转换为物理地质,并实现进程之间的隔离和保护。
6.文件系统文件系统是操作系统用来管理存储设备上的文件和目录的系统。
它提供了一种组织和访问存储数据的方式,并提供了对文件的读写、删除、修改等操作。
7.设备驱动设备驱动是用来控制和管理计算机的硬件设备的软件模块。
它提供了与硬件交互的接口,使操作系统能够有效地管理和调度各种硬件设备。
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法律名词及注释:1.版权:指对作品享有完全或部分的著作权人的权利保护。
2.商标:指商品或服务的标志,可以用来区分不同厂商或服务提供者的产品或服务。
3.专利:指对发明、实用新型或外观设计等技术方案的独占权保护。
第1部分操作系统概论名词解释脱机输入/输出具体的输入/输出不需要在主计算机上进行的方式也称“脱机输入/输出”批处理作业是由操作系统成批地进行处理,操作系统能自动地从输入池读入下一个作业,并予以运行和输出,如此直到整批作业全部处理完毕。
SPOOLING由操作系统将磁盘模拟为输入/输出设备的处理方式称为SPOOLING(Simultaneous Periph eral Operating On Line),即“并行的外部设备操作联机”,也称“假脱机”。
SPOOLING系统是以磁盘为几乎无限巨大的缓冲区来解决低速的I/O设备与高速的CPU之间的速度匹配问题。
分时系统为了降低交互式系统的等待时间和运行时间的比率,系统通过多台终端同时向很多用户提供运行环境,这种分时系统就能以合理的成本向用户提供交互式使用计算机的方便。
多路性一台主机可连接多台终端,多个终端用户可以同时使用计算机,共享系统的硬软件资源。
交互性用户能与系统进行对话。
在一个多步骤作业的运行过程中,用户能通过键盘等设备输入数据或命令,系统获得用户的输入后做出响应,显示执行的状况或结果。
实时操作系统是一种能在限定的时间内对输入进行快速处理并做出响应的计算机处理系统多处理机系统一个计算机系统中可具有多个CPU或处理机。
一般用微处理器构成阵列系统,其运算速度可以达到上万亿次,分布式操作系统分布式系统是一种多计算机系统,这些计算机可以处于不同的地理位置和拥有不同的软硬件资源,并用通信线路连接起来,具有独立执行任务的能力。
分布式系统具有一个统一的操作系统,它可以把一个大任务划分成很多可以并行执行的子任务,并按一定的调度策略将它们动态地分配给各个计算机执行,并控制管理各个计算机的资源分配、运行及计算机之间的通信,以协调任务的并行执行。
以上所有的管理工作对用户都是透明的。
网络操作系统计算机网络是指用数据通信系统把分散在不同地方的计算机群和各种计算机设备连接起来的集合,它主要用于数据通信和资源共享,特别是软件和信息共享。
第一章引论1操作系统:操作系统是管理和控制计算机系统内各种硬件和软件资源,有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户与计算机之间的接口。
2管态:当执行操作系统程序时,处理机所处的状态3目态:当执行普通用户程序时,处理机所处的状态。
4多道程序设计:在这种设计技术下,内存中能同时存放多道程序,在管理程序的控制下交替的执行。
这些作业共享CPU和系统中的其他资源。
5并发:是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行。
它是宏观上的概念。
6并行:是指两个或多个活动在同一时刻同时执行的情况。
7吞吐量:在一段给定的时间内,计算机所能完成的总工作量。
8分时:就是对时间的共享。
在分时系统中,分时主要是指若干并发程序对CPU时间的共享。
9实时:表示“及时”或“既时”。
10系统调用:是用户在程序中能以“函数调用”形式调用的、由操作系统提供的子功能的集合。
每一个子功能称作一条系统调用命令。
它是操作系统对外的接口,是用户级程序取得操作系统服务的唯一途径。
11特权指令:指指令系统中这样一些指令,如启动设备指令、设置时钟指令、中断屏蔽指令和清内存指令,这些指令只能由操作系统使用。
12命令解释程序:其主要功能是接收用户输入的命令,然后予以解释并且执行。
13脱机I/O:是指输入/输出工作不受主机直接控制,而由卫星机专门负责完成I/O,主机专门完成快速计算任务,从而二者可以并行操作。
14联机I/O:是指作业的输入、调入内存及结果输出都在c pu直接控制下进行。
15资源共享:是指计算机系统中的资源被多个进程所功用。
例如,多个进程同时占用内存,从而对内存共享;它们并发执行时对cpu进行共享;各个进程在执行过程中提出对文件的读写请求,从而对磁盘进行共享等等。
操作系统概论操作系统(OperatingSystem,简称OS)是当今计算机领域最重要的软件之一,它可以被定义为一类让用户能够高效使用计算机的软件系统。
它集合了硬件资源及应用软件,是为了满足用户需求而构建的一个环境,能够满足用户对计算机系统的基本要求。
操作系统的其中一个最重要的特点,是它允许用户更加简单的操作计算机系统,尤其是多种资源的有效管理,如硬件设备和应用软件。
它可以分为三个主要模块,即管理硬件设备(如CPU、内存、I / O 设备)、提供执行环境(如多任务或多线程执行)和支持应用软件的开发(如提供系统调用和用户界面)。
操作系统还提供一些公共服务,如安全、内存管理、文件系统、网络通信等服务,使用户能够更有效地利用计算机资源。
操作系统的发展史被认为可以分为三个阶段:早期单任务操作系统,允许一台计算机同时执行一个任务;多任务操作系统,允许一台计算机同时执行多个任务;现代操作系统,允许一台计算机同时执行多种任务,并具备具有高级功能的用户界面。
在当今,操作系统的类型数量越来越多,比如Windows、Linux、Unix等。
他们的不同之处包括安全性、响应速度、可用性等。
其中,Linux是一个免费、开放源代码的操作系统,它具有良好的安全性和可移植性,而Windows拥有无与伦比的可玩性,简单易用,而且与硬件设备和应用软件的兼容性很好,是目前最流行的操作系统。
未来,操作系统会继续发展,其他新的特性会慢慢出现,比如:虚拟化技术、网络系统管理、安全管理等。
操作系统的发展也会加快,变得更加强大。
总而言之,操作系统是当今计算机领域最重要的软件之一,它是一类让用户能够高效使用计算机的软件系统,为用户提供可高效使用计算机系统的环境。
随着科技的发展,操作系统的发展也不会停滞,它的功能会越来越强大,使用户能够更有效利用计算机资源。
六、名词解释总括.操作系统具有层次结构层次结构最大特点是整体问题局部化来优化系统,提高系统的正确性、高效性使系统可维护、可移植。
主要优点是有利于系统设计和调试;主要困难在于层次的划分和安排。
多道程序设计系统“多道程序设计系统”简称“多道系统”,即多个作业可同时装入主存储器进行运行的系统。
在多道系统中一点必须的是系统须能进行程序浮动。
所谓程序浮动是指程序可以随机地从主存的一个区域移动到另一个区域,程序被移动后仍不影响它的执行。
多道系统的好处在于提高了处理器的利用率;充分利用外围设备资源;发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力。
可以有效地提高系统中资源的利用率,增加单位时间内的算题量,从而提高了吞吐率。
程序浮动若作业执行时,被改变的有效区域依然能正确执行,则称程序是可浮动的。
进程进程是一个程序在一个数据集上的一次执行。
由定义知进程关键组成是程序、数据集。
进程通过一个控制块来被系统所指挥,因此进程由程序、数据集和进程控制块三部分组成。
进程控制块是进程存在的唯一标志 .进程是要执行的,据这点可分将进程的状态分为等待态然后是就绪态最后是运行态。
进程的基本队列也就是就绪队列和等待队列,(因为进程运行了,也就用不上排队了,也就没有运行队列了。
)重定位重定位即把逻辑地址转换成绝对地址。
重定位的方式有“静态重定位”和“动态重定位”两种。
(1)静态重定位在装入一个作业时,把作业中的指令地址和数据地址全部转换成绝对地址。
这种转换工作是在作业开始前集中完成的,在作业执行过程中无需再进行地址转换。
所以称为“静态重定位”。
(2)动态重定位在装入一个作业时,不进行地址转换,而是直接把作业装到分配的主区域中。
在作业执行过程中,每当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构转换成绝对地址。
这种方式的地址转换是在作业执行时动态完成的,所以称为动态重定位。
动态重定位由软件(操作系统)和硬件(地址转换机构)相互配合来实现。
动态重定位的系统支持“程序浮动”,而静态重定位则不能。
操作系统概论计算机的操作系统是指管理和控制整个计算机系统硬件、软件资源,合理组织计算机工作流程,使各种硬件和软件发挥最大效能,以便为用户提供良好服务的程序集合。
第一节操作系统概述操作系统的基本概念一、操作系统的基本概念操作系统是一个独立于计算机硬件和外部环境之外的、对计算机资源进行管理和控制的软件程序系统。
操作系统不仅具有对各种硬件的管理功能,而且还具有支持应用程序并使它们相互协调运行的功能,从而保证了计算机系统整体性能和高效性。
操作系统在结构上与计算机系统是一种模块化结构,既包含了内核模块,又包括用户界面模块,还有提供网络通信接口的模块等。
二、操作系统的功能1.操作系统的层次结构2.多级处理机系统3.操作系统的用户界面4.操作系统的类型1.GUI2.Linux3.Solaris4.Windows20005.UNIX6.DEC7.PPC8.UNIX9.UNIVAC;10.操作系统的特征1.稳定性2.可靠性3.安全性4.灵活性5.开放性三、操作系统的分类一般情况下,操作系统的划分标准有三条: 1.从用户的角度来看,可将其分为个人计算机用户、单处理机用户和多处理机系统用户; 2.从计算机处理资源的角度来看,可将其分为主机型操作系统和客机型操作系统; 3.从计算机处理资源的管理方式来看,可将其分为集中式操作系统和分布式操作系统。
分类主要依据是操作系统提供的服务功能,如处理机管理、存储管理、文件管理等。
当然,按照不同的分类标准,还可以把操作系统划分成若干类型,例如:分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式系统等等。
第二节操作系统的发展历史一、操作系统的产生和发展20世纪50年代末期,为了解决高速运算问题,美国贝尔实验室的E。
M。
沃思在巴贝奇-图灵测试中的成功,为系统科学开辟了新天地。
1967年,美国计算机科学家J。
B。
诺伊曼发表了《论可计算性》一文,开创了软件工程研究,并成功地解决了数值计算问题。
操作系统名词解释操作系统名词解释1.操作系统(Operating System)操作系统是一种控制和管理计算机硬件和软件资源的系统软件。
它是计算机系统中最基本的软件之一,负责为用户提供简单、一致的用户界面,并管理计算机的硬件设备和资源,以使其能够高效地运行各种应用程序。
2.内核(Kernel)内核是操作系统的核心组件,它负责管理计算机的各种资源和提供对这些资源的访问。
内核通常负责处理进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动程序和网络通信等重要任务。
3.进程(Process)进程是操作系统中执行的一个程序实例。
每个进程都有自己的虚拟地质空间和执行状态,它们之间相互独立且互不干扰。
操作系统负责管理进程的创建、调度、通信和终止等操作。
4.线程(Thread)线程是进程中的一个执行单元,一个进程可以有多个线程。
线程共享进程的地质空间和资源,但拥有独立的执行状态。
线程可以并发执行,提高了计算机系统的效率。
5.调度(Scheduling)调度是操作系统中用于决定进程和线程执行顺序的算法。
调度器根据一定的策略和优先级分配处理器时间片,以实现公平和高效的资源利用。
6.内存管理(Memory Management)内存管理是操作系统中负责为进程分配和管理内存空间的功能模块。
它包括内存分配、地质映射、内存回收和虚拟内存等操作,以提高内存的利用率和系统的性能。
7.文件系统()文件系统是操作系统中用于组织和管理文件和目录的一种机制。
它提供了对文件的读取、写入、删除等操作,并支持对文件进行组织、保护和共享。
8.设备驱动程序(Device Driver)设备驱动程序是操作系统中用于与硬件设备进行通信的软件模块。
它负责控制硬件设备的工作和与之交互,以实现用户和应用程序对设备的访问。
9.文件描述符()文件描述符是操作系统中用于标识和访问文件的一种抽象概念。
它是一个非负整数,在文件打开时分配,并在文件关闭时释放。
10.虚拟内存(Virtual Memory)虚拟内存是一种内存管理技术,它将物理内存和磁盘空间结合起来,使得进程可以访问比实际物理内存更大的地质空间。
操作系统名词解释操作系统(Operating System,简称OS)是计算机系统中的核心软件,负责管理和协调计算机硬件和软件资源,并为用户和其他软件提供接口和环境。
操作系统是计算机系统的基石,它控制计算机的运行并提供各种服务,使得计算机能够高效地执行各种任务。
一、内核(Kernel)内核是操作系统的核心部分,它负责管理计算机的硬件和软件资源,是操作系统与硬件之间的桥梁。
内核直接与硬件交互,提供对硬件的访问和控制功能,同时也提供了面向应用程序的接口。
内核分为两类:微内核和宏内核。
微内核将大部分功能模块化,只留下最基本的功能在内核中实现,其他功能则通过系统调用等方式在用户空间实现;而宏内核将大部分功能直接集成在内核中,提供更高的性能和效率。
二、进程(Process)进程是计算机运行中的一个具体任务,它是指正在运行的程序实例。
每个进程都有自己的内存空间、寄存器状态和执行环境,它们相互独立,互不干扰。
操作系统通过进程管理,可以分配和调度计算机资源,使得多个进程可以共享计算机的资源,并按照一定的优先级顺序运行。
进程有两种状态:就绪态和运行态。
就绪态是指进程已经准备好,等待被调度执行;运行态是指进程正在执行计算机指令。
操作系统通过调度算法决定进程的执行顺序和时间片分配,实现多任务处理。
三、文件系统(File System)文件系统是计算机用来组织和管理文件的一种机制,它是操作系统中的重要组成部分。
文件系统将计算机的存储空间划分为若干个逻辑单位(文件),并为每个文件分配一个唯一的标识符,以方便用户访问和管理。
文件系统提供了对文件的创建、读取、写入、删除等操作,同时也提供了对目录结构的管理和权限控制功能。
它通过文件系统驱动程序与实际存储设备进行交互,将文件存储在磁盘或其他存储介质上。
四、虚拟内存(Virtual Memory)虚拟内存是一种操作系统技术,它将计算机的物理内存和硬盘空间结合起来使用,扩展了计算机的可用内存容量。
第1部分操作系统概论名词解释脱机输入/输出具体的输入/输出不需要在主计算机上进行的方式也称“脱机输入/输出”批处理作业是由操作系统成批地进行处理,操作系统能自动地从输入池读入下一个作业,并予以运行和输出,如此直到整批作业全部处理完毕。
SPOOLING由操作系统将磁盘模拟为输入/输出设备的处理方式称为SPOOLING(Simultaneous Periph eral Operating On Line),即“并行的外部设备操作联机”,也称“假脱机”。
SPOOLING系统是以磁盘为几乎无限巨大的缓冲区来解决低速的I/O设备与高速的CPU之间的速度匹配问题。
分时系统为了降低交互式系统的等待时间和运行时间的比率,系统通过多台终端同时向很多用户提供运行环境,这种分时系统就能以合理的成本向用户提供交互式使用计算机的方便。
多路性一台主机可连接多台终端,多个终端用户可以同时使用计算机,共享系统的硬软件资源。
交互性用户能与系统进行对话。
在一个多步骤作业的运行过程中,用户能通过键盘等设备输入数据或命令,系统获得用户的输入后做出响应,显示执行的状况或结果。
实时操作系统是一种能在限定的时间内对输入进行快速处理并做出响应的计算机处理系统多处理机系统一个计算机系统中可具有多个CPU或处理机。
一般用微处理器构成阵列系统,其运算速度可以达到上万亿次,分布式操作系统分布式系统是一种多计算机系统,这些计算机可以处于不同的地理位置和拥有不同的软硬件资源,并用通信线路连接起来,具有独立执行任务的能力。
分布式系统具有一个统一的操作系统,它可以把一个大任务划分成很多可以并行执行的子任务,并按一定的调度策略将它们动态地分配给各个计算机执行,并控制管理各个计算机的资源分配、运行及计算机之间的通信,以协调任务的并行执行。
以上所有的管理工作对用户都是透明的。
网络操作系统计算机网络是指用数据通信系统把分散在不同地方的计算机群和各种计算机设备连接起来的集合,它主要用于数据通信和资源共享,特别是软件和信息共享。
作业请求计算机完成的一个完整的处理任务称为作业,它可以包括几个程序的相继执行。
一个复杂的作业可由多个作业步组成,如编译、运行、打印一个程序的全部工作是一个作业,其中相对独立的每一部分称为作业步。
进程(不支持线程的进程)程序在一个数据集合上的运行活动,它是系统进行资源分配和调度的一个可并发执行的独立单位。
并发并发是指在某一时间间隔内计算机系统内存在着多个程序活动。
并发是从宏观上(这种“宏观”也许不到一秒的时间)看多个程序的运行活动,这些程序在串行地、交错地运行,由操作系统负责这些程序之间的运行切换,人们从外部宏观上观察,有多个程序都在系统中运行。
虚拟例如操作系统将一台互斥共享设备虚拟成同时共享设备。
共享共享是指多个用户或程序共享系统的软、硬件资源。
不确定性不确定性指的是使用同样一个数据集的同一个程序在同样的计算机环境下运行,每次执行的顺序和所需的时间都不相同。
操作系统的不确定性不是指程序执行结果的不确定。
第2部分存储管理名词解释符号名地址由定义在源程序变量标识符号决定的数据存放地址。
虚拟地址(相对地址、程序地址、逻辑地址)源程序经汇编或编译后得到的是目标代码程序,由于编译程序无法确定目标代码在执行时所驻留的实际内存地址,故一般总是从零号单元开始为其编址,并顺序分配所有的符号名所对应的地址单元。
由于目标代码中所有的地址值都相对于以“0”为起始的地址,而不是真实的内存地址,故称这类地址为相对地址、程序地址、逻辑地址或虚拟地址。
物理地址指令中指定的直接内存地址地址重定位当装入程序将可执行代码装入内存时,程序的逻辑地址与程序在内存的物理地址一般是不相同的,必须通过地址转换将逻辑地址转换成内存地址,这个过程称为地址重定位。
固定定位方式由程序员在编写程序时或由编译连接程序对源程序进行编译连接时,直接指定程序在执行时访问的实际存储器地址的方式称为固定定位方式。
静态重定位源程序经编译和连接后生成目标代码中的地址是以0为起始地址的相对地址。
当需要执行时,由装入程序运行重定位程序模块,根据作业在本次分配到的内存起始地址,将可执行目标代码装到指定内存地址中,并修改所有有关地址部分的值。
修改的方式是对每一个逻辑地址的值加上内存区首地址(或称基地址)值。
动态重定位将程序在装入内存时,不必修改程序的逻辑地址值,程序执行期间在访问内存之前,再实时地将逻辑地址变换成物理地址。
动态重定位要靠硬件地址变换机构实现。
单一连续区存储管理操作系统管理一块单一的用户内存区,一个作业在运行要独占整个用户区。
固定分区管理在系统初始化时就把存储空间划分成若干个分区(这些分区的大小可以不同),以支持不同的作业对内存大小需求的不同。
可变分区存储管理可变分区存储管理法是等到作业运行需要内存时向系统申请时,从若干空闲的内存分区区按要求选择并中“挖”一块出来,其大小等于作业所需内存大小,首次适应法采用首次适应法为作业分配大小为size的内存空间时,总是从表的起始端的低地址部分开始查找,当第一次找到大于或等于申请大小的空闲区时,就按所需大小分配给作业。
如果分配后原空闲区还有剩余空间,就修改原存储区表项。
循环首次适应法循环首次适应法分配时总是从起始查找指针所指的表项开始查找,第一次找到满足要求的空闲区时,就分配所需大小的空闲区,修改表项,并调整起始查找指针,使其指向队列中被分配的后面的那块空闲区。
下次分配时就从新指向的那块空闲区开始查找。
最佳适应算法在所有大于或等于要求分配长度的空闲分区中挑选一个最小的分区,即该分区对所要求分配的大小来说,是最适合的。
最差适应算法最差适应法所分割的空闲存储区是所有空闲分区中的最大的一块。
覆盖将一个大程序按程序的逻辑结构划分成若干个程序(或数据)段,并将不会同时执行,从而就不必同时装入内存的程序段分在一组内,该组称为覆盖段。
这个覆盖段可分配到同一个称为覆盖区的存储区域。
交换任一时刻主存中只保留一个完整的用户作业。
当该作业的时间片用完或因等待某一事件而不能继续运行时,系统就挑选下一个作业进入主存运行。
为了减少在主存和辅存间传输的数据量,可以只将原作业的一部分保存到辅存中去,只要释放的主存空间刚好够装入下一个运行作业就行。
在以后的适当时间,作业移出的部分可装入到原来的存储区中继续运行下去。
这种技术称之为交换技术,也叫“滚进滚出”。
虚拟存储器在主存中可只装入最近经常要访问的某些区域的指令和数据,剩余部分就暂时不必装入,等到以后要访问到它们时再调入内存。
如果主存较紧张,必要时可将已不大访问的信息调出内存,再执行调入操作。
由于作业的指令和数据可以存放在外存中,用户的程序就不受实际内存大小的限制,好像计算机系统向用户系统提供了容量极大的“主存”,而这个大容量的“主存”是靠存储管理的软件和硬件通过大容量的辅存作为后援存储器扩充而获得的,是程序设计员感觉到的,而实际上并不存在的存储器,故称虚拟存储器。
页式存储管理页式存储管理的基本思想是把作业的虚拟地址空间划分成若干长度相等的页(page),也称虚页,每一个作业的虚页都从0开始编号。
主存也划分成若干与虚页长度相等的页架(frame),也称页框或实页,主存的页架也从0开始编号。
程序装入时,每一个虚页装到主存中的一个页架中,这些页架可以是不连续的。
页表每一个作业的虚页号到内存的页架号之间的映射关系的表。
联想寄存器是一种按内容进行并行查找的一组快速寄存器。
当用作为页面快表时,在其输入端有一个输入值页号p时,在联想寄存器中存放页号为p的那一项就立即选中,并输出其变换值页架号b。
由于访问联想寄存器比访问主存快得多,故极大地提高了地址变换速度。
快表很多页式系统都配有一组快速寄存器,用来存放当前运行作业的页表表项,以加速地址变换过程,这种页表称之为快表。
快表由CPU中的高速cache或联想寄存器构成。
请求分页其基本思想是对于每一个运行作业,只装入当前运行需要的一部分页面集合。
当作业运行时需要访问其他不在主存中的虚页时,硬件产生“缺页中断”,如主存资源紧张,可在原先装入主存的页面中选择一个或多个页,将其换出到辅存中,再把所需的页调入主存。
请求式分页系统将主存和辅存这两级存储器融合成逻辑上统一的整体,故在这种系统中能运行比可用主存更大的作业或在相同容量的主存中并发运行更多的作业。
工作集当前运行需要的一部分页面的集合。
页面淘汰请求分页系统中的程序在运行时,当发现某页的内容未被调入主存,就要通过缺页中断处理程序调入该页。
如这时主存中还有空闲的页架,那么只需要分配给调入页即可;但如果此时主存中所有页架都已分配出去,就只能从已占用的页架中挑选出一个页面,释放其所占的内存空间,即将其“淘汰”,以腾出空页架以装入新页。
最优淘汰算法就是淘汰那些从当前时刻起在页面流中不再出现的页,如没有这类页,则淘汰一个在页面流中最晚出现的页。
先进先出淘汰算法总是淘汰最早调入主存的页面。
最近最少使用淘汰算法(LRU,Least Recently Used)比较最近一段时间里对各个页面的访问频率,淘汰访问频率最低的页面。
实际上,很多系统都将该算法实现为淘汰“最近一段时间内最久没有访问”最近未使用淘汰算法(NUR,Not Used Recently)淘汰最近一段时间内未曾访问过的某一页面。
该算法的一个实施不仅能考虑最近未曾访问过的页,还能优先挑选页面数据未曾修改过的页,这样可减少将淘汰页写回辅存的开销。
段式存储管理用户可以根据逻辑结构将程序分成若干段,每一段的虚拟地址空间各自都从0开始编址,因此整个作业的虚拟地址空间是二维的。
类似于页式管理,段式管理要通过一个段表来进行地址变换。
段页式存储管理段页式存储管理的基本思想是将面向用户的程序地址空间分为段,系统为每一段分配和管理实存时再分页,这样可以保持分段管理系统的便于模块化设计、允许分段动态扩展、动态链接、分段的共享和段地址的保护等诸优点,也便于保持页式存储管理系统提供的大容量的虚拟存储器、没有页外碎片存在、无需紧凑内存、从而更有效地利用主存、且对用户透明的优点。
Linux页块分配和回收的Buddy(伙伴)算法Linux中页面按块分配,页块的大小只能是2的次幂,即1,2,4,8……。
分配物理页块时,系统首先搜索大于或等于要求大小的最小页块信息,然后根据对应的list双向链表查找空闲页块。
指针map指向一个记录页块组合分配情况的位图。
n 在位图中每一阶,每对伙伴的使用情况由该阶对应位图中的一位表示,它们:n 全部使用则该位为0,n 其中之一使用则该位为1,n 两者都空闲则该位为0(因为这时这对伙伴不在该阶freelist中,应合并成更大的块,加入到free_area数组中更上面的队列,与全部使用没有两样)。