操作系统原理学习笔记(2)-分时操作系统，操作系统功能

单道分时系统：分时+批处理功能

内存：前台区和后台区，前台区存放按时间片调入调出的作业流，后台区存放批处理作业。

仅当前台作业调入调出，或前台无作业可运行时，方才运行后台区的作业

 

多道分时系统

允许在内存中同事存放多道作业，并把具备运行条件的所有作业排成一个队列，让他们一次轮流地获得一个时间片来运行。

与单道分时系统相比较，由于作业数据都在内存，不需要调入，调出开销，所以多道分时系统具有较好的系统性能。

现代分时系统都属于多道分时系统。

 

实时系统

分时系统为交互式作业提供了快速的响应服务，但还不能满足某些对响应时间要求非常严格的任务需求。

 

1.4操作系统的功能

 

管理处理机

管理存储器

管理输入\输出设备

管理数据文件

管理接口

 

接口:指操作系统为用户提供的人机交互界面。

命令接口：以命令方式供用户通过键盘终端与计算机交互。

图形化用户接口：windows系列操作系统则提供了形象，生动的图形化界面，用户只需拖动并点击鼠标，便可轻松操作计算机。

程序接口：以系统调用的形式供用户编程使用，几乎各种操作系统都提供了系统调用，供程序使用。

 

处理机管理：

1、进程控制：创建和撤销进程以及控制进程的状态转换。

2、进程同步：协调，互斥访问临界资源，协调执行进度。

3、进程通信：进程间的信息交换

4、进程调度：按一定算法从进程就绪队列中选出一个进程，把出理解分配给它，使之运行。涉及到很多算法（调度算法）

 

存储器管理任务

为多道程序的并发执行提供良好的环境。

便于用户使用存储器

提高存储器的利用率

为尽量多的用户提供足够大的存储空间

 

存储器管理功能

内存分配：静态分配/动态分配，连续分配/非连续分配

内存保护：系统内存空间，用户内存空间

地址映射：逻辑地址，物理地址

内存扩充：虚拟存储技术

 

管理输入/输出设备的任务

为用户程序分配I/O设备

完成用户程序请求的I/O操作

提高处理机和I/O设备的利用率

改善人机界面

 

设备管理的功能

缓冲管理-解决输入输出的设备的性能与CPU处理速度之间的矛盾。

设备分配

设备处理：启动设备，中断处理

虚拟设备功能

raid技术，磁盘调度

 

文件管理任务

管理用户文件和系统文件

管理文件的存储空间

保证文件数据的安全

方便用户使用文件

 

文件管理功能

文件目录管理

文件的逻辑组织与访问方式

存储空间的管理：文件的物理组织，空闲磁盘空间的管理

文件共享与安全

 

1.5 现代操作系统的特征以及基本概念

 

任务共行性：宏观上，指系统中又多个任务同时运行；微观上，指单处理机系统中的任务并发，即多个任务在单个处理机上交替运行；或者多处理机系统中的任务并行，即多个任务在多个处理上同时运行。

资源共享性：宏观上，指多个任务可以同时使用系统资源；微观上，指多个任务可以交替互斥地使用系统中的某个资源。

虚拟性:指将一个屋里上的尸体变为若干个逻辑上的对应物。如，采用分时技术，将一台处理机虚拟为若干台处理机。还可以虚拟存储，虚拟设备，虚拟通道，虚拟文件，虚拟用户组以及虚拟网络。

不确定性：

1，程序执行结果不确定，程序不可再现

2、多道程序环境下，进程以异步方式执行。

 

 

多道程序设计：指系统中允许多道程序同事准备运行，当正在运行的那道程序因为某种原因暂时不能继续运行时，系统将自动地启动另一道程序运行，一旦原因消除，暂时停止运行的那道程序将来某个时候还可以被系统重新启动继续运行。

 

多道程序设计涉及到的问题：

1、协调因争夺处理机或者输入/输出设备而产生的冲突，解决同步，互斥和死锁问题。

2、防止各道程序之间的交叉和冲突，防止作业被有意无意地破坏

3、必须建立高效，可靠和方便的文件系统，有效地管理和存取系统中的软件资源和辅存空间。