计算机操作系统知识点总结及重点题型解答

计算机操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其他应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。操作系统通常是最靠近硬件的一层系统软件，它把硬件裸机改造成为功能完善的一台虚拟机，使得计算机系统的使用和管理更加方便，计算机资源的利用效率更高，上层的应用程序可以获得比硬件提供的功能更多的支持。操作系统主要包括进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理和文件管理等五个方面的管理功能。 操作系统的作用主要有三个方面。首先，操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口，屏蔽了底层硬件的复杂性，为用户提供了方便、友好的操作界面。其次，操作系统作为计算机系统资源的管理者，负责对计算机资源的分配和调度，以达到资源利用的最优化。最后，操作系统实现了对计算机资源的抽象，使得上层应用程序可以独立于具体硬件平台进行开发和运行。 操作系统具有四个基本特征。第一是并发性，指的是在同一时间内可以同时运行多个程序。并发性的实现可以通过时间片轮转等方式实现多个进程之间的切换。第二是共享性，即多个进程可以共享计算机系统的资源。共享性可以分为互斥共享和同时访问两种方式。第三是虚拟性，指的是操作系统将物理资源进行虚拟化，使得每个用户都感觉到拥有了独立的计算机系统。最后是异步性，即进程的执行速度和顺序是不可预知的，因此操作系统必须具有处理不同进程之间的同步和通信的能力。 分时系统是指将计算机的系统资源，特别是CPU时间进行时间上的分割，每个时间段称为一个时间片，每个用户依次轮流使用时间片，实现多个用户分享同一台主机的操作系统。分时系统的目标是提高计算机系统的利用率，让多个用户同时使用计算机系统而不会相互干扰。 分时系统需要解决的两个关键问题是时间片的长度选择和进程调度算法的设计。时间片的长度选择与各个用户的任务类型和计算机系统的性能有关，如果时间片太长，会导致用户响应时间过长，如果时间片太短，会导致系统频繁切换，增加开销。进程调度算法的设计需要考虑性能和公平性的平衡，即保证系统资源的高效利用，又要保证每个用户能够公平地分享系统资源。 综上所述，计算机操作系统是管理计算机系统资源的软件，具有并发性、共享性、虚拟性和异步性等基本特征。操作系统的作用包括作为用户与计算机硬件之间的接口，管理计算机系统资源以及抽象计算机资源。分时系统是一种实现多用户分享计算机系统的方式，需要解决时间片长度选择和进程调度算法设计等关键问题。