计算机操作系统原理分析名师制作优质教学资料.doc
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2、作系统的概述71.1.1.1.1.1 计算机系统的组成81.1.2.1.1.2 操作系统的定义111.1.3.1.1.3 计算机系统的层次结构111.2.1.2 操作系统的形成141.2.1.1.2.1 操作系诧怕派享哺阅频又视乃渤洛蝴煤麦宠想瞄名憨兽斟座览灿咋顷阵快持找静懂氰同炽蝗先哄秃漂各眨服屹苦俞诞荤岂擂区炼伟耙容察瓣际巩众原腿匈狠匆敷阴坪落骸拙扮权拭叙那与吞福辣用括鲁斋弗盅欲茸迭墟睁泻拌拽丢彩绩篡征磺翟店育镍栋椒高哈片层葛脂仔疙选实饲悄韦浚功轧晤馆熏察易附洽辛箱嘲墨澎豺秆亭庐整警颊皱振惊芳翔攻挂宙棉簧屈釉岔处拒兽钡吐罐问汝程秽嚣反骡因住雅嫌篆寨匙挨羡娘燥徐由浩北赢饵媳规硼拥绿养俱疏墩誊
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4、辆搽涩碗喘窿剑评科卷羡放诈矽瘫辑酋瑞竖揭策撇谎钦蠢犀鹅造计算机操作系统原理分析计算机操作系统原理分析11.第1章:引论71.1.1.1 操作系统的概述71.1.1.1.1.1 计算机系统的组成81.1.2.1.1.2 操作系统的定义111.1.3.1.1.3 计算机系统的层次结构111.2.1.2 操作系统的形成141.2.1.1.2.1 操作系统形成与发展的主要因素151.2.2.1.2.2 多道程序设计与操作系统151.2.3.1.2.3 操作系统的发展161.3.1.3 操作系统的基本类型161.3.1.1.3.1 批处理系统及其特征161.3.2.1.3.2 分时系统及其特征191.3
5、.3.1.3.3 实时系统及其特征211.4.1.4 计算机操作系统的研究内容221.4.1.1.4.1 操作系统理论221.4.2.1.4.2 操作系统软件231.4.3.1.4.3 操作系统的主要功能242.第2张: 操作系统的接口252.1.2.1 操作系统内核252.1.1.操作系统软件的核心部分称为内核(Kernel)252.1.2.2.1.1 处理器指令及工作模式252.1.3.2.1.2 操作系统内核262.2.2.2 操作系统的启动292.2.1.2.2.1 固件及其基本功能292.2.2.2.2.2 基本输入/输出系统BIOS302.2.3.2.2.3 可扩展固件接口312.
6、2.4.2.2.4 操作系统的启动322.3.2.3 操作系统的用户接口322.3.1.2.3.1 命令接口332.3.2.2.3.2 程序接口及系统调用342.3.3.2.3.3 UNIX的用户接口353.第3章:处理器管理383.1.3.1 系统的工作流程383.1.1.3.1.1 程序及其特点393.1.2.3.1.2 顺序执行的工作方式及特征393.1.3.3.1.3 并发执行的工作方式及特征403.2.3.2 进程的概念423.2.1.3.2.1 进程的定义423.2.2.3.2.2 进程的主要特征433.3.3.3 进程的动态性453.3.1.3.3.1 进程的基本状态453.3.
7、2.3.3.2 基本状态的转换关系473.4.3.4 进程管理的主要功能483.4.1.3.4.1 进程控制块及组成483.4.2.3.4.2 PCB队列533.4.3.3.4.3 进程管理的主要功能553.5.3.5 进程的控制553.5.1.3.5.1 原语563.5.2.3.5.2 进程控制的含义573.5.3.3.5.3 进程的创建573.5.4.3.5.4 进程的撤销603.5.5.3.5.5 进程的阻塞613.5.6.3.5.6 进程的唤醒623.6.3.6 进程同步633.6.1.3.6.1 并发进程的关系643.6.2.3.6.2 间接制约与互斥关系643.6.3.3.6.3
8、直接制约与同步关系663.6.4.3.6.4 进程同步机制673.6.5.3.6.5 互斥关系与加锁机制673.6.6.3.6.6 信号量机制与互斥关系693.6.7.3.6.7 信号量机制与同步关系713.6.8.3.6.8 生产者/消费者问题723.6.9.3.6.9 读者/写者问题723.7.3.7 进程通信723.7.1.3.7.1 进程通信的概念733.7.2.3.7.2 进程通信方式753.7.3.3.7.3 消息缓冲通信的设计和实现763.7.4.3.7.4 UNIX 消息队列通信【略过】823.7.5.3.7.5 信箱通信的设计实现823.8.3.8 线程823.8.1.3.8
9、.1 线程的引入823.8.2.3.8.2 线程与进程的关系843.8.3.3.8.3 线程的类型853.8.4.3.8.4 线程的常用细化方法873.8.5.3.8.5 JAVA 线程及控制实例924.第4章:处理器调度924.1.4.1 操作系统中的调度924.1.1.4.1.1 调度的定义934.1.2.4.1.2 操作系统中的调度944.1.3.4.1.3 调度的性能指标974.2.4.2 作业调度984.2.1.4.2.1 作业状态984.2.2.4.2.2 作业调度的功能1014.2.3.4.2.3 作业调度算法1024.2.4.4.2.4 作业调度算法例子1044.3.4.3 进
10、程调度1044.3.1.4.3.1 进程调度的含义1054.3.2.4.3.2 基础调度的功能1054.3.3.4.3.3 进程调度的方式1074.3.4.4.3.4 进程调度算法1074.3.5.4.3.5 实时系统的进程调度算法1074.4.4.4 死锁问题1084.4.1.4.4.1 死锁的含义1094.4.2.4.4.2 死锁的解决方法1104.4.3.4.4.3 死锁预防1114.4.4.4.4.4 死锁避免1134.4.5.4.4.5 死锁检测与恢复1155.第5章:存储器管理1175.1.存储器 管理:1175.1.1.程序运行需要两个最基本的条件,一个是程序要占有足够的主存储空
11、间,另一个是得到处理器,并且首先要得到足够的主存储空间。1185.1.2.操作:1185.2.5.1 存储管理概述1185.2.1.5.1.1 计算机系统的存储器类型1195.2.2.5.1.2 虚拟地址和物理地址1285.2.3.5.1.3 重定位1295.2.4.5.1.4 存储管理的目的1315.2.5.5.1.5 存储管理的主要功能1315.2.6.5.1.6 存储管理的方法1335.3.5.2 单一连续区存储管理1355.3.1.5.2.1 基本思想1365.3.2.5.2.2 主要特点1365.4.5.3 固定分区存储管理1365.4.1.5.3.1 基本思想1375.4.2.5.
12、3.2 实现关键1375.4.3.5.3.3 主要特点1375.5.5.4 可变分区存储管理1385.5.1.5.4.1 基本思想1395.5.2.5.4.2 实现关键1395.5.3.5.4.3 主要特点1395.5.4.5.4.4 分区管理总结1395.5.5.5.4.5 兑换和覆盖1395.6.5.5 分页存储管理1395.6.1.5.5.1 基本思想1395.6.2.5.5.2 静态分页的实现关键1395.6.3.5.5.3 静态分页的特点及效率的改进1395.6.4.5.5.4 虚拟存储器思想1405.6.5.5.5.5 动态分页1405.6.6.5.5.6 请求分页的实现关键140
13、5.6.7.5.5.7 分页存储管理的主要特点1405.7.5.6 分段存储管理1405.7.1.5.6.1 基本思想1405.7.2.5.6.2 硬件基础1405.7.3.5.6.3 实现关键1405.7.4.5.6.4 分段与分页的区别1405.7.5.5.6.5 主要特点1405.8.5.7 段页式存储管理1405.8.1.5.7.1 基本思想1415.8.2.5.7.2 实现关键1425.8.3.5.7.3 主要特点1426.第6章:文件系统1426.1.6.0:简介1426.1.1.计算机操作系统除了实现对处理器、主存储器等重要硬件资源的管理之外,还需要对软件资源的管理。1436.1
14、.2.软件资源是以数据的形式存在的,程序本身是一种数据,程序的运行就是对数据的加工、处理过程,运行结果也是以数据的形式表现出来的。1436.1.3.大量数据的快速处理的计算机的主要功能之一。1436.1.4.概述:1436.2.6.1 文件系统概述1446.2.1.6.1.1 文件系统的引入1446.2.2.6.1.2 文件及分类1456.2.3.6.1.3 文件系统及其主要功能1486.3.6.2 文件的逻辑结构1496.3.1.1 流式文件1496.3.2.2 记录式文件1506.4.6.3 文件的物理结构1506.4.1.6.3.1 文件存储方式1516.4.2.6.3.2 文件存储介质
15、1516.4.3.6.3.3 物理结构分类1536.5.6.4 文件目录管理1556.5.1.6.4.1 文件控制块1556.5.2.6.4.2 文件目录及其结构1566.6.6.5 文件存储空间管理1576.6.1.6.5.1 磁盘存储管理方法1576.6.2.6.5.2 空闲块成组连接法1576.7.6.6. 文件使用1586.7.1.6.6.1 文件系统的命令接口1586.7.2.6.6.2 文件的系统调用1596.7.3.6.6.3 利用文件通信及其同步控制1596.8.6.7 文件的共享1606.8.1.6.7.1 文件共享文法1606.8.2.6.7.2 基本文件目录法1606.8
16、.3.6.7.3 文件共享语义1616.9.6.8 文件的安全性1616.9.1.6.8.1 文件保护及主要方法1626.9.2.6.8.2 文件保密及主要方法1626.9.3.6.8.3 BLP安全模型1646.9.4.6.8.4 Bila安全模型1647.第7章:设备管理1647.1.7.1 设备管理概述1657.1.1.7.1.1 设备分类1657.1.2.7.1.2 设备独立性1687.1.3.7.1.3 设备管理的主要功能1687.2.7.2 I/O控制方式1697.2.1.7.2.1 程序查询方式1697.2.2.7.2.2 中断方式1707.2.3.7.2.3 DMA方式1707
17、.2.4.7.2.4 通道方式1707.3.7.3 设备分配1707.3.1.7.3.1 设备管理的数据结构1707.3.2.7.3.2 设备分配原则1707.3.3.7.3.3 设备分配1707.3.4.7.3.4 设备分配的安全性1707.4.7.4 缓冲技术1707.4.1.7.4.1 缓冲及其引入的目的1717.4.2.7.4.2 缓冲类型1717.4.3.7.4.3 缓冲池管理1717.5.7.5 磁盘驱动调度1717.5.1.7.5.1 磁盘I/O操作的时间组成1717.5.2.7.5.2 磁盘驱动调度1717.5.3.7.5.3 移臂调度算法1711. 第1章:引论1.1. 1.
18、1 操作系统的概述1.1.1. 1.1.1 计算机系统的组成硬件中央处理器CPU存储器主存储器内存/主存辅助存储器硬盘外围设备主板键盘显示器等.软件系统软件应用软件1.1.2. 1.1.2 操作系统的定义1 管理计算机系统的硬件和软件2 控制计算机系统的工作流程3 为其它软件和用户提供安全、方便的运行、操作环境4 提高计算机系统的效率1.1.3. 1.1.3 计算机系统的层次结构1 系统及其体系结构生态系统2 计算机系统的层次结构层层次结构是若干个层层(Layer)组成的,层是具有独立功能和模块或部件接口层与层之间的关系通过接口(interface)实现,一个层向外提供一组接口(即约定),其他
19、的层通过这些接口使用层的功能单向依赖在层次结构系统中,各个层从低到高的排列。一般的,一个层只能使用比他更低的层的接口。层与层之间的这种规定称为层的单向依赖性隐藏性一个层通过接口使用底层的功能,所以,它只需要了解相关层的接口,而对于层内部的设计、实现细节则不闭关心。上面的这一个特性,称为隐藏性也称为透明性3 操作系统在计算机系统中的地位和作用操作系统是对硬件层的第一次扩充,同时又作为其它软件运行和用户操作基础。1.2. 1.2 操作系统的形成1.2.1. 1.2.1 操作系统形成与发展的主要因素硬件软件应用1.2.2. 1.2.2 多道程序设计与操作系统1 并发执行与多道程序设计1.2.3. 1
20、.2.3 操作系统的发展1 个人微型计算机操作系统2 网络操作系统3 分布式操作系统1.3. 1.3 操作系统的基本类型1.3.1. 1.3.1 批处理系统及其特征基本概念作业、作业步、作业流作业是由作业步组成的一批作业 可以 称为 作业流程序员和操作员批处理系统的用户分为程序员和操作员程序员的任务是根据需求设计算法、选择程序设计语言,编写程序,并且需要准备过程中的数据操作员的任务是负责计算机系统的运行和维护作业控制语言和作业说明书程序卡片和读卡机脱机批处理系统的工作方式提交后备执行完成联机批处理系统与SPOOLing系统略过批处理系统的特征1 批量处理,方便操作2 自动执行,资源利用率高3
21、缺少人-机交互能力,不便于调试程序1.3.2. 1.3.2 分时系统及其特征1 工作方式分时系统是由一台主计算机连接多个终端构成的一个系统2 特征1 同时性2 独立性3 及时性4 交互性1.3.3. 1.3.3 实时系统及其特征工作方式更多的要求了结果的正确性,跟时间实时过程控制系统实时信息处理系统特征高及时性,高可用性1.4. 1.4 计算机操作系统的研究内容1.4.1. 1.4.1 操作系统理论计算机的工作方式计算机系统的工作方式是执行程序指令 的方式,其中包括处理器的工作流程、处理器与计算机系统其他部件的协作方式处理器 与设备I/O操作协作方式,目标:提高计算机系统资源的利用率使用方式目
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