操作系统核心概念与多道程序设计解析
版权申诉
149 浏览量
更新于2024-07-07
收藏 662KB PDF 举报
"操作系统-总复习.pdf"
操作系统是计算机系统的核心组成部分,负责管理和控制计算机的硬件及软件资源,提供高效、安全、稳定的运行环境。它既是计算机硬件与用户之间的桥梁,也是软件开发者与硬件资源之间的中介。操作系统的主要功能包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理等。
在计算机系统中,软件分为系统软件和应用软件两大部分。系统软件主要包括操作系统、编译程序、软件开发工具等,它们是计算机系统的基础,支撑着各种应用软件的运行。而应用软件则是针对特定用户需求设计的,如办公软件、图像处理软件、游戏等。
操作系统作为系统软件的主体,它的核心概念包括处理器管理、存储管理、文件管理和设备管理。处理器管理涉及进程调度,确保多个进程公平、有效地使用CPU;存储管理主要处理内存分配与回收,避免内存碎片;文件管理则负责文件的创建、读写、删除等操作;设备管理关注的是硬件设备的分配和使用。
操作系统的基本类型有批处理、分时、实时。批处理系统适用于大规模数据处理,不支持用户直接交互;分时系统允许多个用户同时通过终端进行交互;实时系统强调快速响应和高可靠性,常见于工业控制、航空航天等领域。Unix操作系统以其交互性、及时性、多路性和独立性闻名,被广泛应用。
用户与操作系统交互主要通过三种方式:作业控制命令、图形用户界面(GUI)和系统调用。系统调用是用户程序请求操作系统服务的唯一合法途径,通过访管指令在核心态和用户态之间切换,修改程序状态字(PSW)实现。
多道程序设计引入操作系统中,带来了多方面的益处,包括提高CPU、内存和I/O设备的利用率,提升系统吞吐率,以及充分利用系统的并行性。但同时,多道程序可能导致作业周转时间的延长。
批处理、分时和实时系统在独立性、多路性、交互性和及时性上各有特点。批处理系统主要用于后台批量处理任务,不支持交互,适用于大数据处理;分时系统允许多个用户同时交互,适合办公、学习等场合;实时系统则适用于需要立即响应的环境,如航空航天、医疗设备等。
分布式操作系统是另一类重要的操作系统,它允许系统中的多台计算机协同工作,共同完成任务,增强了容错性和健壮性。
在操作系统中,进程是执行中的程序实例,具有动态性、独立性、异步性和并行性。它是分配系统资源的基本单位,而线程是CPU调度的基本单元。进程控制块(PCB)记录了进程的状态和属性,用于进程的管理和调度。原语是操作系统内核中不可中断的程序段,用于实现进程控制和其他系统功能,如创建、撤销、阻塞和唤醒原语。
进程并发性是多道程序设计的核心,但也带来了时间相关错误和资源竞争的问题。临界区是解决并发问题的关键,通过P、V操作(信号量机制)来实现进程间的同步与互斥,防止死锁的发生。死锁是多个进程因资源争夺而陷入僵局,预防和避免死锁通常通过破坏其四个必要条件:互斥、占有并等待、无剥夺和循环等待。
操作系统是复杂而关键的,它协调计算机硬件和软件,保障系统的正常运行,同时为用户提供方便、高效的使用体验。理解和掌握操作系统的基本原理和机制,对于计算机科学的学习和实践至关重要。
2021-09-14 上传
2022-01-24 上传
2023-07-05 上传
2023-12-08 上传
2023-07-17 上传
2023-07-09 上传
2023-07-06 上传
2023-07-12 上传
2023-11-21 上传
![](https://profile-avatar.csdnimg.cn/dfd41629c6884c7a894dbb681f93cd0f_weixin_44573410.jpg!1)
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/user-vip.1c89f3c5.png)
创创大帝(水印很浅-下载的文档)
- 粉丝: 2313
- 资源: 5272
最新资源
- 解决本地连接丢失无法上网的问题
- BIOS报警声音解析:故障原因与解决方法
- 广义均值移动跟踪算法在视频目标跟踪中的应用研究
- C++Builder快捷键大全:高效编程的秘密武器
- 网页制作入门:常用代码详解
- TX2440A开发板网络远程监控系统移植教程:易搭建与通用解决方案
- WebLogic10虚拟内存配置详解与优化技巧
- C#网络编程深度解析:Socket基础与应用
- 掌握Struts1:Java MVC轻量级框架详解
- 20个必备CSS代码段提升Web开发效率
- CSS样式大全:字体、文本、列表样式详解
- Proteus元件库大全:从基础到高级组件
- 74HC08芯片:高速CMOS四输入与门详细资料
- C#获取当前路径的多种方法详解
- 修复MySQL乱码问题:设置字符集为GB2312
- C语言的诞生与演进:从汇编到系统编程的革命