操作系统概念与特性解析

"典型问题分析-考研资料OS1" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理和控制计算机硬件与软件资源，以提供用户友好的接口和高效的服务。本资料主要针对考研中的操作系统部分，涵盖了该科目的关键知识点。 1. 批处理系统与分时系统的发展动力 批处理系统的主要驱动力在于提升系统资源利用率和系统吞吐量，通过引入脱机输入/输出技术和多道程序设计技术来实现。分时系统则侧重于改善用户体验，允许多个用户同时在线交互，实现主机共享，满足用户对即时响应的需求。 2. 实现分时系统的关键 分时系统的核心在于人机交互，确保用户能够快速得到系统的反馈，实现多用户同时在线操作。 3. 分时系统与实时系统的对比 在交互性方面，分时系统强调用户与系统的交互，而实时系统则更注重对特定时间限制的响应；及时性上，实时系统对响应时间有严格要求，而分时系统相对较宽松；在可靠性方面，两者都需要，但实时系统的可靠性通常更高，因为它必须在规定时间内完成任务。 4. 操作系统的特征及其关系 操作系统的四大特征是并发性、共享性、虚拟性和异步性。并发性和共享性相互依赖，是多任务并行执行的基础；虚拟性建立在并发和共享之上，提供了资源的抽象和模拟；异步性是并发和共享的必然结果，使得系统中各组件的执行顺序不可预知。 5. 分层式结构与模块式结构的比较 分层式结构将操作系统划分为若干层次，每一层都提供特定服务给上一层，具有良好的结构清晰度和模块独立性；模块式结构则以功能模块的形式组织，便于代码重用和系统维护。两者都追求结构的清晰和可扩展性，但分层结构更适合大型复杂系统，而模块结构更灵活，易于开发和调试。 6. 微内核结构的优点 微内核结构将操作系统核心减至最小，只包含最基本的服务，其余服务作为独立的进程运行，这提高了系统的灵活性和可扩充性，并有助于提升OS的可靠性。此外，这种结构便于分布式系统的构建。 在考研复习中，操作系统部分通常包括选择题和综合应用题，其中选择题侧重于基本概念、原理和方法的考察，而综合应用题则测试考生理解和应用知识的能力。操作系统的主要章节包括操作系统的目标和作用、发展过程、基本特性、主要功能以及结构设计，这些都是考试的重点内容。 操作系统的目标包括有效性、方便性、可扩充性和开放性，作用体现在为用户提供接口，进行资源管理，以及扩展计算机的功能。其发展经历了无操作系统、单道批处理、多道批处理、分时、实时和微机操作系统等多个阶段。 操作系统的特性包括并发性（如多道程序设计）、共享性（如互斥和同时访问）、虚拟技术（如时分复用和空分复用）以及异步性。主要功能涉及处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口。其中，处理机管理包括进程控制、同步、通信和调度；存储器管理涉及内存分配、保护、映射和扩充；设备管理涵盖缓冲、分配和处理；文件管理关注存储空间、目录、读/写和保护；用户接口则有命令行和图形用户界面等。 操作系统结构设计方面，传统的有无结构、模块化和分层结构，现代的有客户/服务器模式、面向对象设计以及微内核结构。每个结构都有其适用场景和优缺点，理解这些结构对于分析和设计操作系统至关重要。 备考操作系统需要全面掌握这些知识点，通过深入理解并能灵活运用，才能在考试中取得优异成绩。