操作系统概论一

1、计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两大部分。

2、计算机硬件是借助电、磁、光、机械等原理构成的各种物理部件的组合，是系统赖以工作的实体。

3、计算机系统的最内层是硬件。它主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出控制系统和各种输入输出设备组成。

4、计算机软件可以分为系统软件、支撑软件以及应用软件三类。如操作系统、编译程序等均为系统软件，如各种接口软件、软件开发工具和环境等都是支撑软件，如人口普查软件、飞机订票软件、财务管理软件等都是应用软件。

5、系统软件、支撑软件和应用软件三者既有分工，又相互结合，而且相互有所覆盖、交叉和变动，并不能截然分开。例如，操作系统是系统软件，但从另一角度来看，它也支撑了其他软件的开发，故也可看做是支撑软件。

6、操作系统（Operating System，缩写为OS）是管理计算机系统资源、控制程序执行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统软件。

7、操作系统的作用：⑴操作系统管理计算机系统的资源；⑵操作系统为用户提供方便的使用接口；⑶操作系统具有扩充硬件的功能。

8、从资源管理的观点看，操作系统的功能可分为：处理器管理、存储管理、文件管理和设备管理。操作系统的这些部分相互配合，协调工作，实现计算机系统的资源管理、控制程序的执行以及扩充系统的功能、为用户提供方便的使用接口和良好的运行环境等功能。

9、操作系统为用户提供两类使用接口：一是程序员接口，用户通过“系统调用”使用操作系统功能；二是操作员接口，用户通过操作控制命令提出控制要求。

10、为什么早期的计算机上没有操作系统？

答：因为那时的计算机速度低，外围设备少，编制和运行一个程序也比较简单，程序的装入、调试以及控制程序的运行都是由程序员通过控制台上的开关来实现的，所以没有操作系统。

11、随着计算机软硬件技术的发展，逐步形成了三种基本类型的操作系统，它们是：批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。

12、多道批处理系统提高了计算机系统的资源使用效率，但作业执行时用户不能直接干预作业的执行。当作业执行中出现错误，由操作系统通知用户重新修改后再次装入执行。

13、分时操作系统的主要特点是：多个用户同时使用计算机的同时性，人机问答的交互性，每个用户独立使用计算机的独占性，以及系统响应的及时性。

14、实时操作系统必须首先考虑系统的实时性和可靠性，其次才考虑系统的效率。此外，实时操作系统应有较强的容错能力

15、操作系统的发展：第0代：手工操作系统；

第一代：初级单道批处理系统；

第二代：多道程序设计共享系统；

第三代：多模式系统；

第四代：网络操作系统和分布式操作系统

16、早期的微型计算机上运行的操作系统每次只允许一个用户使用计算机，被称为单用户微机操作系统。如CP/M，MS-DOS等。

17、把为计算机网络配置的操作系统称为网络操作系统。网络操作系统的主要功能是实现各台计算机系统之间的通信以及网络中各种资源共享。

18、为分布式计算机系统配置的操作系统称为分布式操作系统。分布式操作系统采用客户/服务器模式。

19、对用户来说，分布式操作系统有两个主要特点：

（1）统一性。用户使用分布式计算机系统时就好像使用一个“单一的计算机系统”，完全感觉不到该系统是由多台计算机构成的；

（2）透明性。用户使用分布式计算机系统时不知道系统资源所在位置，也不知道是哪台计算机在为他服务，更不知道系统中是否还有其他用户在于其竞争资源。

20、随着计算机技术对各个应用领域的渗透，计算机硬件不再以物理上独立的装置形式出现，而是大部分或全部都隐藏和嵌入到各种应用系统中，这样的系统称为嵌入式（计算机）系统。

21、嵌入式操作系统是指运行在嵌入式（计算机）系统中对各种部件、装置等资源进行统一协调、处理和控制的系统软件。

22、当前流行的操作系统：Windows、UNIX、Linux等。

23、Windows系统最初的研制目标是在MS-DOS基础上提供一个多用户的图形用户界面，以提供友好的使用接口。

24、UNIX是一个通用的交互式分时操作系统。有如下主要特点：（1）、短小精悍；（2）、具有可装卸的多层次文件系统；（3）、可以执行好；（4）、网络通信功能强。UNIX是目前唯一可以安装和运行在从微机、工作站、大型机到巨型机上的操作系统。

25、Linux是网络时代的产品。Linux的原型一出来就放到Internet上，声明为自由软件，允许人们自由下载。它是一个多任务多用户的通用操作系统。

26、Linux具有许多特点：支持TCP/IP网络协议，并能与其他网络集成，使异种机能方便的入网；它支持并行处理和实时处理，能充分发挥硬件性能；它支持多种文件系统，方便用户使用，等等。因此，Linux是一个具有广泛应用领域的操作系统。

27、把不允许用户程序中直接使用的指令称为特权指令，其余的为非特权指令。

28、为避免用户程序中错误的使用特权指令，计算机硬件结构中的中央处理器具有两种工作状态：目态和管态。当中央处理器处于目态时，不允许执行特权指令；当中央处理器处于管态时，可执行包括特权指令在内的一切指令。所以当操作系统占用中央处理器时，应让中央处理器在管态工作；当用户程序占用中央处理器时，应让中央处理器在目态工作。

29、程序状态字（Program Status Word，缩写为PSW）是用来控制指令执行顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态。

30、在单处理器的计算机系统中，整个系统设置一个用来存放当前运行程序的PSW的寄存器，该寄存器称为程序状态字寄存器。

31、程序状态字包含如下三部分内容：

（1）程序基本状态：①指令地址：指出下一条指令的存放地址；

 ②条件码：指出指令执行结果的特征；

                         ③目态/管态：当设置为管态时，程序执行时可使用包括特权指令在内的一切指令；当设置为目态时，程序执行时不可使用特权指令。

                         ④等待/计算：置为计算状态时，处理器按指令地址顺序执行指令；置为等待状态时，处理器不执行任何指令。

（2）中断码：保存程序执行时当前发生的中断事件；

（3）中断屏蔽位：指出程序执行中发生中断事件时，要不要响应出现的中断事件。

32、为了使用户能方便使用计算机系统，操作系统提供了两类使用接口。它们是：程序员接口和操作员接口。程序员接口是指一组系统功能调用；操作员接口是指一组操作控制命令。

33、操作系统为什么要提供“系统调用”？

答：系统调用是操作系统为用户程序提供的一种服务界面，或者说，是操作系统保证程序设计语言能正常工作的一种支持。在源程序一级，用户用程序设计语言描述算题任务的逻辑要求，例如读文件、写文件、请求主存资源等。这些要求的实现只有通过操作系统的系统调用才能完成，其中有些要求还必须执行硬件的特权指令（如I/O指令）才能达到命令。

34、现代操作系统都有一条“访管指令”。这是一条目态下执行的指令。编译程序在把源程序翻译成目标程序时把源程序中需调用操作系统功能的逻辑要求转换成一条访管指令，并设置一些参数。当处理器执行到访管指时，就产生一个中断事件，实现用户程序与系统调用程序之间的转换。系统调用程序按规定的参数实现指定功能，当一次系统调用结束后，再返回到用户程序。