操作系统核心概念与复习要点

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它的主要任务是管理和协调计算机硬件和软件资源，为用户提供方便、高效、安全的服务。本复习笔记主要涵盖了操作系统的基础概念、发展历史、基本特性以及主要功能，适合大学生期末复习使用。 首先，操作系统有四个主要目标： 1. 方便性：操作系统通过翻译程序语言，使用户无需直接操作硬件，简化了使用过程。 2. 有效性：通过优化资源分配，提高系统资源利用率，提升系统的整体性能和吞吐率。 3. 可扩充性：随着技术进步，操作系统需能适应新硬件和新需求的加入。 4. 开放性：遵循国际标准，便于不同系统间的兼容和交互。 操作系统的发展历程从无操作系统的人工操作方式，到批处理系统、单道和多道批处理系统，再到分时系统和实时系统。其中，多道批处理系统通过调度使得CPU在等待I/O操作时可以执行其他任务，提高了效率；分时系统允许多个用户同时交互，时间片轮转法确保了响应时间的及时性；实时系统则强调在规定时间内完成任务，确保及时性。 操作系统具有四大基本特性： 1. 并发：进程在宏观上看似同时运行，微观上则是交替执行，通过进程实现并发。 2. 共享：资源可被多个进程共享，分为互斥共享和并发访问两种形式。 3. 虚拟：如时分复用和空分复用技术，让有限资源服务于多个逻辑实体。 4. 异步：进程执行的不确定性，进程执行速度受资源制约。 操作系统的主要功能包括： 1. 处理机管理：涉及进程控制、同步、通信和调度。 2. 存储器管理：内存分配、保护、地址映射和内存扩充。 3. 设备管理：缓冲、分配、处理等，确保硬件资源的有效利用。 4. 文件管理：文件存储空间、目录、读/写和保护，保障数据的安全和有序。 5. 用户接口：提供用户与操作系统交互的方式，包括命令行和程序接口。 现代操作系统还增加了新的功能，如系统安全、网络功能、多媒体支持等。前趋图是一种表示程序执行顺序和并发状态的工具，它反映了程序的顺序性和封闭性等特性。 在复习过程中，理解这些核心概念和功能是至关重要的，同时，了解它们在不同操作系统环境下的具体实现和应用，有助于深化对操作系统的理解。