操作系统复习：调度算法与重点章节解析

"本摘要涵盖了计算机操作系统中的核心概念，特别是调度算法，以及操作系统的重要性和发展历史。调度算法包括先来先服务、短作业优先和高响应比优先等，这些都是操作系统管理处理器资源的关键策略。此外，还概述了操作系统的五大基本功能、结构设计，以及操作系统在计算机系统中的作用和目标。" 操作系统是计算机硬件的基石，它管理并协调硬件和软件资源，为用户提供简洁易用的接口。调度算法在操作系统中扮演着至关重要的角色，它们决定了进程或作业的执行顺序，以优化系统性能。以下是几种常见的调度算法： 1. **先来先服务(FCFS)**: 这是最简单的调度算法，按照进程到达的顺序进行服务，保证了公平性，但可能造成短进程等待时间过长。 2. **短作业（进程）优先(SJF/SPF)**: 优先执行预计运行时间最短的进程，可以降低平均周转时间，提高系统效率。然而，如果长期存在的长进程被频繁打断，可能会导致饥饿现象。 3. **高响应比优先(HRRN)**: 结合了FCFS和SJF的特点，通过周转时间和预估执行时间计算响应比，兼顾了长短进程的需求，避免了饥饿问题。 操作系统的主要功能包括： - **用户接口**: 提供命令行界面或图形用户界面，使用户能够方便地与系统交互。 - **资源管理**: 分配和管理内存、处理器、磁盘空间等硬件资源，以及文件、进程等软件资源。 - **进程管理**: 创建、撤销、调度和同步进程，确保系统稳定运行。 - **存储器管理**: 实现虚拟内存、页面交换等机制，高效利用内存资源。 - **设备管理**: 使用I/O设备，如磁盘、打印机，实现设备的共享和并发访问。 - **文件管理**: 维护文件系统，处理文件的创建、删除、读写操作。 - **安全性和访问控制**: 通过访问控制矩阵等机制，保护系统资源免受非法访问。 操作系统的发展历程从早期的人工操作和脱机I/O方式，到批处理系统（单道和多道），再到分时系统、实时系统，以及现代的微机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统，体现了对效率、便捷性和资源共享的不断追求。随着技术的进步，操作系统的设计也朝着开放性、标准化的方向发展，以适应不断变化的计算环境和用户需求。