第一章 作業系統引論 總結

一、作業系統的目標和作用

目標

• 方便性
• 有效性：（1）提高系統資源的利用率 （2）提高系統的吞吐率
• 可擴充套件性
• 開放性

作用

1. 使用者與計算機硬體系統之間的介面
   
2. 計算機系統資源的管理者
   資源有四類：處理機、儲存器、I/O裝置、檔案（資料和程式）
   • 處理機管理用於分配和控制處理機
   • 儲存器管理負責記憶體的分配與回收
   • I/O裝置管理負責I/O裝置的分配（回收）與操縱
   • 檔案管理用於實現對檔案的存取、共享、保護
3. 實現了對計算機資源的抽象
   

二、作業系統的發展過程

單道批處理系統

• 缺點：系統中的資源得不到充分的利用

多道批處理系統

• 優缺點
  • 資源利用率高
  • 系統吞吐量大
  • 平均週轉時間長
  • 無互動能力
• 作業系統是一組能有效地組織和管理計算機硬體和軟體資源，合理地對各類作業進行排程，以及方便使用者使用的程式的集合

分時系統

• 分時系統的特徵
  • 多路性
  • 獨立性
  • 及時性
  • 互動性

實時系統

• 實時系統是指系統能及時響應外部事件的請求，在規定的時間內完成對該事件的處理，並控制所有實時任務協調一致的執行

三、作業系統的基本特性

1. 併發
   • 併發性指兩個或者多個事件在同一時間間隔內發生
   • 並行性是指兩個或多個事件在同一時刻發生
   • 程式是指在系統中能獨立執行並作為資源分配的基本單位
2. 共享
3. 虛擬
4. 非同步

併發和共享是多使用者（多工）OS的兩個最基本的特徵，它們又是互為存在的條件

四、作業系統的主要功能

處理機管理功能

1. 程式控制
2. 程式同步：加鎖，最常用的機制是訊號量機制
3. 程式通訊
4. 排程：分作業排程、程式排程，都通過演算法選擇，不涉及硬體

儲存器管理功能

1. 記憶體分配
2. 記憶體保護
3. 地址對映：在硬體的支援下完成
4. 記憶體擴充：藉助虛擬儲存技術，邏輯擴容

裝置管理功能

1. 緩衝管理
2. 裝置分配
3. 裝置處理

檔案管理功能

1. 檔案儲存空間的管理
2. 目錄管理
3. 檔案的讀寫管理和保護

五、OS機構設計

• 微核心並非一個完整的OS，只是將作業系統中最基本的部分放入微核心
  • 與硬體處理緊密相關的部分
  • 一些較基本的功能
  • 客戶和伺服器之間的通訊

微核心的基本功能

1. 程式（執行緒）管理
   • 排程功能的機制部分
   • 程式（執行緒）之間的通訊功能
   • 程式的切換
   • 執行緒的排程
   • 多處理機之間的同步
2. 低階儲存器的管理
   • 頁表機制
   • 地址變換機制
     （均依賴於硬體）
3. 中斷和陷入處理
   1. 中斷現場的保護
   2. 識別中斷和陷入的型別