BUPT信安大二下操作系统核心知识点总结

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它在现代信息技术中扮演着关键角色。本文档对大二下学期的BUPT信息安全专业操作系统课程知识点进行了详尽整理，涵盖了操作系统的基本概念、功能、发展、特征、运行机制、体系结构以及重要的管理模块。 1. **操作系统的功能和目标**： - 操作系统作为系统资源的管理者，负责处理机、存储器、I/O设备和文件的高效管理，确保它们被合理分配和使用。 - 它充当用户与硬件的接口，提供两种主要的访问方式：命令接口（如联机和脱机命令）和程序接口（即系统调用API），前者让用户可以直接操作，后者通过程序间接使用。 - GUI（图形用户界面）是现代操作系统的重要特性，提供了友好的人机交互界面。 2. **操作系统的发展与分类**： - 从无操作系统到单道批处理系统，再到多道批处理系统，提升了资源利用率，但牺牲了交互性。 - 分时操作系统解决了人机交互问题，但无法优先处理紧急任务；实时操作系统强调及时性和可靠性，特别适合对响应时间有严格要求的应用。 3. **操作系统的特征**： - 并发性、共享性、虚拟性和异步性是操作系统的关键特性，如并发性体现在多个任务可以同时执行，但并非同一时间。 - 互斥共享方式和时分/空分复用技术是资源管理策略，如虚拟处理机和虚拟存储用于提高资源利用效率。 4. **运行机制与工作模式**： - 操作系统在核心态（管态）执行特权指令，如中断处理，切换到用户态（目态）执行非特权指令，通过PSW标志位区分这两种模式。 5. **体系结构**： - 大内核设计追求效率，但结构复杂难维护；微内核则牺牲效率以换取更好的可维护性和灵活性。 6. **中断处理**： - 中断是实现多道程序并发执行的关键，中断处理包括响应、保存现场、处理中断、恢复现场和退出中断等步骤。 7. **处理机管理**： - 包括进程控制（创建、撤销和状态转换）、进程同步（协调进程间运行）、进程通信（信息交换）和调度（作业和进程级别）。 8. **存储器管理**： - 负责内存分配和回收，防止越界，进行地址映射，并可能涉及内存扩充。 9. **I/O设备管理**： - 包括缓冲管理、设备分配、设备驱动程序和设备处理，保证设备的高效使用。 10. **文件管理**： - 主要关注文件存储空间管理、目录管理以及文件的读写权限和保护，确保数据的安全和完整性。 这部分文档对于学习和复习操作系统原理具有很高的价值，涵盖了从基础概念到核心管理机制的全面内容，有助于深化理解和掌握操作系统设计和实现的关键点。