操作系統是壹套(資源管理？)程序。
操作系統的目標:
1，方便(用戶角度):
？使計算機系統更容易使用。
2.有效性(從系統經理的角度來看):
？提高資源利用率和系統吞吐量。
3、可擴展性(開放的觀點):
？添加新的功能和模塊很方便。
4.開放性:系統可以支持世界標準和規範。
CPU、內存、I/O設備、文件(數據和軟件)；
管理內容:
資源的當前狀態(數量和使用情況)，
資源分配、恢復和訪問操作，
相應的管理策略(包括用戶權限)。
添加:裸機上的處理器管理(針對CPU)、存儲管理(針對內存和外存)、設備管理和文件管理；
被軟件覆蓋的機器被稱為擴展器或虛擬機。
工作流的合理組織:作業管理、流程管理
程序接口是程序員在編寫程序時使用操作系統提供的功能的方法，可以用高級語言，也可以用匯編語言。
軟件開發依賴於操作系統。軟件開發必須在壹定的操作系統環境下進行，操作系統提供的功能支持在壹定程度上決定了軟件開發的難度。
單批處理系統的處理；
使用磁帶將幾個作業分類成作業執行序列，
每壹批作業都由壹個特殊的監視器依次自動處理。
可以用匯編語言開發。
在計算機系統中安裝壹個監控程序Monitor，具有自動化、順序化、單向化的特點。
監控器，負責調用用戶程序，啟動運行，輸出運行結果。核心內容是給作業分配操作控制權(即CPU使用權)。
批處理意味著系統成批處理作業。如果內存中總是只有壹個作業，則稱為簡單批處理系統。
多通道批處理系統的概念
內存中同時存儲多個程序，交替執行，* * *享受軟硬件資源，提高CPU利用率。
多通道批處理系統的特點:用戶離線使用計算機，批處理和多通道程序處理。
多通道:內存中存儲多個作業，宏觀上並行，微觀上串行；* * *享受資源
調度:作業調度(待機隊列)和進程調度。
無序:作業在進入內存之前可能還沒有完成。
優勢:
資源利用率高:CPU、內存、io利用率高；
系統吞吐量大:單位時間內完成的工作總量大；
缺點:
平均周轉時間長:運營的周轉時間顯著增加；
沒有交互能力。用戶壹旦向系統提交作業，直到作業完成，用戶都無法與自己的作業進行交互，因此修改和調試程序非常不方便。
多通道批處理系統要解決的問題:處理器管理、內存管理、I/O管理、文件管理、作業管理和接口問題。
時間片，每個程序在CPU上執行的旋轉時間。
分時意味著多個用戶共享同壹臺計算機。多個程序以分時方式共享硬件和軟件資源。
交互式作業直接進入內存。
通過分配時間片來實現。
良好的人機交互:
* * *享受主持人:
用戶獨立性:
復用:宏觀上多用戶同時使用，微觀上輪換使用。
獨立性:用戶感覺他們擁有計算機。
及時性:快速處理
交互性:用戶可以與計算機進行“對話”。
要求:響應時間短，在壹定範圍內；該系統具有較高的可靠性。
實時系統是指系統能夠及時響應外部事件的請求，在規定的時間內完成對事件的處理，並控制所有實時任務的協調運行。
實時系統的類型
(1)工業(武器)控制系統。(2)信息查詢系統。(3)多媒體系統。(4)嵌入式系統。
實時任務類型
根據任務執行是否呈現周期性。
周期性和非周期性
按照期限的要求。
硬實時任務和軟實時任務
CP/M
微軟磁盤操作系統
單用戶多任務操作系統的含義是只允許壹個用戶使用計算機，但允許用戶將程序分成幾個任務，使它們可以並發執行，從而有效地提高系統的性能。
允許多個用戶通過自己的終端使用同壹臺機器，並享受主機系統中的各種資源，而且每個用戶程序還可以進壹步劃分為若幹個任務，使之並發執行，從而進壹步提高資源利用率和系統吞吐量。
多任務意味著用戶可以同時運行多個應用程序，每個應用程序稱為壹個任務。
並發的:兩個或多個事件同時發生。
並發性:兩個或更多的事件在同壹時間間隔內發生。
進程:可以在系統中獨立運行的資源分配的基本單位。
進程的並發性:
？宏觀上，多個任務同時運行；微觀上，多個任務在單個處理器上交替運行；
* * *共享:系統中的資源可以被內存中的多個並發進程使用* * *。
獨家* * *享受:
壹次只允許壹個進程訪問資源。
同時訪問:
* * *資源的可享用性:
宏觀上是指多個任務可以同時使用資源；
微觀上是指多個任務可以交替互斥地使用系統中的壹個資源。
虛擬:多道程序設計讓每個用戶感覺像壹臺獨占的計算機。
通過某種技術把壹個物理實體變成幾個邏輯上的對應物(分時或分時)。
如果n是物理設備對應的虛擬邏輯設備的數量，則虛擬設備的速度必須是物理設備速度的1/n。
虛擬化是操作系統管理系統資源的重要手段，可以提高資源利用率。
虛擬處理器:每個用戶(進程)的“虛擬處理器”
虛擬設備:壹個物理設備可以被虛擬化成多個邏輯設備。
空分復用技術——以空間為代價
內存虛擬化
小內存運行大進程。
虛擬內存
在多道程序系統中，多個進程同時執行，“走走停停”，
每個流程的運行速度和時間是不可預測的。
判斷系統正常的依據:
無論過程快慢，同樣的運行環境，結果應該是壹樣的。
-通過進程互斥和同步的手段來保證
並發和* * *共享是壹個操作系統最基本的兩個特征，是相互存在的條件。
操作系統的主要功能:處理器管理功能、內存管理功能、設備管理功能和文件管理功能。
處理器管理要解決處理器分配和調度策略、分配實現和資源回收等問題。
在多通道環境中，處理器的分配和回收是基於進程的，因此處理器管理可以歸結為進程管理。
過程控制:創建、撤銷和狀態轉換。壹般由進程的控制原語完成(原語:執行的進程不能中斷)。
流程同步:協調系統中的並發流程。
控制他們以互斥的方式訪問* * *共享資源。
協調配合完成同壹個操作。
進程通信:負責進程間的信息交換。
類型:直接溝通，間接溝通
調度:根據某種算法分配cpu。
作業調度:從備份隊列中選擇合適的作業，為其分配必要的資源，調入內存建立流程，進入就緒隊列。
進程調度:從就緒隊列中選擇進程，分配cpu並使它們運行。
處理器管理功能:進程控制、進程同步、進程通信和調度。
？內存分配、內存保護、地址映射、內存擴展
[
？將邏輯地址轉換為物理地址
？在程序中，邏輯空間-邏輯地址(相對地址)
？在內存中，物理空間-物理地址(絕對地址)
]
{
？內部存儲和外部存儲相結合進行管理。使用虛擬存儲技術，內存容量得到邏輯擴展。
？系統應具備:請求調入功能和替換功能，支持虛擬內存技術。
}
設備管理:
操作系統和用戶之間的接口
用戶界面:在線用戶界面、離線用戶界面和圖形用戶界面。
程序接口:OS為用戶程序和其他系統程序提供壹組系統調用，完成數據傳輸、文件操作、資源分配等操作。
以低級匯編指令和高級語言的庫函數為代表。
目前流行的微內核操作系統結構是基於層次結構的，也采用了客戶機/服務器模式和面向對象編程技術。
GUI:圖形用戶界面
操作系統是計算機系統中的系統軟件，它是程序模塊的集合——它們管理和控制計算機系統中的硬件和軟件資源，合理地組織計算機的工作流程，從而有效地利用這些資源為用戶提供壹個功能強大、易於使用和可擴展的工作環境，從而在計算機與其用戶之間起到接口的作用。
進程是指程序的壹次執行，包括可執行的程序、程序所需的數據以及相關的狀態信息。進程是資源分配的最小實體。在傳統OS中，進程也是系統調度的最小單位。
線程是指壹個程序相對獨立的運行過程；在現代操作系統中，線程是系統調度的最小單位。
在多通道批處理系統中，為了充分利用各種資源，系統總是優先考慮計算和IO平衡的多個作業，為了提高吞吐量，系統總是盡量縮短用戶作業的周轉時間。
推動批處理系統形成和發展的動力是提高系統資源的利用率，推動分時系統形成和發展的動力是方便用戶。推動微機系統發展的主要動力是計算機硬件的不斷升級。
操作系統是壹種系統軟件，負責為用戶和用戶程序完成所有與硬件相關和與應用無關的工作。
高級語言的編譯不是操作系統主要關心的。
在操作系統中使用多道程序技術可以有效地提高cpu、內存和IO設備的利用率。為了實現多道程序，需要更多的內存。
設計分時系統時，首先要考慮的是交互性和響應時間。設計批處理系統時，首先要考慮的是時間周轉時間和系統吞吐量。設計實時系統時，首先要考慮的是實時性和可靠性。
分時系統的響應時間主要是根據用戶能夠接受的等待時間，而實時系統的響應時間是由被控對象能夠接受的延遲決定的。
對於批處理作業，必須提供相應的作業控制信息。
在分時系統中，為了方便多個用戶同時與系統交互，系統必須能夠及時接受多個用戶的輸入。
1什麽是操作系統？它的基本特征是什麽？
答:操作系統是為了方便用戶和提高資源利用率而設計的。它控制和管理計算機軟硬件資源，合理組織計算機工作流的軟件集合。
它有四個基本特征:並發性、* *享受性、虛擬性和異步性。
2?什麽是操作系統的異步性(不確定性)？
不確定性是指在操作系統的控制下，多個程序的執行順序和每個程序的執行時間都是不確定的。
3.影響計算機系統性能的主要因素有哪些？
？影響計算機系統性能的主要因素是軟件和硬件:
(1)硬件主要指器件和硬件架構的性能，如內存速度和容量、多處理器結構、總線結構等。
(2)軟件主要是指操作系統，因為操作系統決定了硬件能否被用戶使用，硬件的功能能否發揮，其他軟件能否在計算機系統上運行。
4.操作系統能管理任何類型的計算機嗎？
操作系統是與計算機硬件關系最密切的軟件，負責管理計算機系統的硬件資源。
不同種類的計算機具有不同的體系結構、處理器、指令系統和不同的硬件配置，操作系統所能管理的軟硬件資源在壹定程度上是有限的。
操作系統只能安裝在特定類型的計算機上。
5.分別解釋操作系統與硬件和軟件的關系。
1.操作系統是每臺電腦必備的系統軟件。
2.OS是軟件運行的基礎，軟件需要通過OS進行有效的管理。
3.軟件開發依賴於操作系統。
4.操作系統影響軟件的生命周期。
5.應用軟件是操作系統上可用的資源，是操作系統的基礎。
？OS的運行需要硬件的支持；操作系統的性能受硬件的影響。
OS決定了硬件能否被用戶使用，功能能否發揮。
操作系統和硬件的發展相互促進。
實現多道程序系統的主要硬件支持是什麽？
解決方案:中斷系統和通道技術。
(1)許多進程切換是由時鐘中斷引起的，尤其是在分時系統中。用戶程序通過軟中斷進行系統調用，如通道和外設的操作，也向操作系統發送中斷。
(2)在多道程序系統中，當CPU請求在主存和外設之間傳輸數據時，發出I/O指令命令通道工作，通道獨立地在主存和外設之間傳輸數據。IO操作完成後，通道以中斷方式通知CPU，實現了CPU計算和I/O操作的並行。
7.普通用戶很少使用的操作系統的用戶界面是什麽？為什麽？
解決方法:壹般用戶主要通過交互式操作界面來控制和管理計算機，很少使用程序界面。程序接口是程序員在編寫程序時使用操作系統提供的功能的方法，可以用高級語言，也可以用匯編語言。最近大部分軟件都是用高級語言開發的，大部分功能都可以用高級語言的語句實現，不需要直接使用程序接口。只有壹些特殊的功能需要使用高級語言的操作系統的程序接口。因此，大多數用戶使用操作系統的用戶界面。
8.處理器為什麽要區分系統狀態和用戶狀態，兩者在什麽情況下可以轉換？
答:兩種狀態的區別是為了保護操作系統程序。
當中斷發生時，它將從用戶模式切換到系統模式，當中斷結束時，它將從系統模式切換到用戶模式。