自考操作系统概论串讲笔记.doc

第1章 引 论
› 考情分析
本章关键内容: 1.计算机系统概念
2.操作系统定义、 作用和功效
3.操作系统分类
4.管态、 目态、 特权指令、 访管指令概念
5.操作系统与用户两个接口
关键: 1.操作系统功效、 分类
2.处理器工作状态
3.程序状态字
4.系统功效调用
本章考试分值约为8~10分, 出题形式多以单选题、 多选题、 填空题为主。
› 知识网络图

› 串讲内容
一、 计算机系统
1.计算机系统包含计算机硬件和计算机软件两大部分。
2.

（1）计算机系统最内层是硬件。
（2）计算机系统最外层是使用计算机人。人与计算机硬件之间接口界面是计算机软件。
（3）计算机软件能够分为系统软件、 支撑软件以及应用软件三类。
二、 操作系统
1.操作系统定义:
操作系统（OS）是管理计算机系统资源、 控制程序实施、 改善人机界面和为应用软件提供支持一个系统软件、
2.操作系统在计算机系统中作用有以下多个方面:
（1）操作系统管理计算机系统资源;
（2）操作系统为用户提供方便使用接口;
（3）操作系统含有扩充硬件功效。
3.（关键）从资源管理见解看, 操作系统功效可分为: 处理器管理、 存放管理、 文件管理和设备管理。
三、 操作系统形成与基础类型（关键）
1.批处理操作系统:
（1）“单道批处理系统”: 每次只许可一个作业实施。一批作业程序和数据交给系统后, 系统次序控制作业实施, 当一个作业实施结束后自动转入下一个作业实施。
（2）“多道批处理系统”: 许可若干个作业同时装入主存放器, 使一个中央处理器轮番地实施各个作业, 各个作业能够同时使用各自所需外围设备。
（3）多道批处理系统提升了计算机系统资源使用率, 但作业实施时用户不能直接干预作业实施。但作业实施中发觉犯错, 由操作系统通知用户重新修改后再次装入实施。
2.分时操作系统（简称分时系统）
（1）分时操作系统是多个用户经过终端机器同时使用一台主机, 这些终端机器链接在主机上, 用户能够同时与主机进行交互操作而不干扰。它以时间片为单位轮番使用计算机中某一资源系统。
（2）分时操作系统关键特点: 同时性、 独立性、 立刻性、 交互性。
3.实时操作系统
（1）计算机系统接收到外部信号后立刻进行处理, 而且要在严格时限内处理完接收事件而且给出反馈信号系统称为实时系统。
（2）实时操作系统关键特点: 快速响应, 立刻处理; 高可靠性和安全性。
（3）实时操作系统立刻性更强。
4.（补充）: 什么是前台作业和后台作业？
答: 在批处理兼分时系统中, 由分时系统控制作业称为前台作业; 由批处理系统控制点作业称为后台作业。
四、 操作系统发展
1. （了解）微机操作系统
微机操作系统关键功效是实现文件管理、 输入/输出控制和命令解释。系统每次只许可一个用户使用计算机, 称为“单用户操作系统”。如CP/M, MS-DOS等。操作系统提供给用户接口是“命令语言”, 用户经过键盘或鼠标输入命令请求操作系统服务。
2.网络操作系统（NOS）
把为计算机网络配置操作系统称为网络操作系统。网络操作系统关键功效是实现各台计算机系统之间通信以及网络中多种资源共享。
3.分布式操作系统
分布式计算机系统是由多台计算机组成一个特殊计算机网络。分布式操作系统采取用户/服务器模式（C/S）。分布式操作系统关键特点: 统一性、 透明性。
4.（补充）: 网络操作系统与分布式操作系统异同:
答: 相同点:
（1）都是安装在计算机网络上操作系统;
（2）都能实现资源共享和通信。
不一样点:
（1）是否有主次之分。网络操作系统有, 但分布式操作系统没有。
（2）是否共同完成一项任务。分布式操作系统是, 但网络操作系统不是。
5.嵌入式操作系统
嵌入式操作系统是指运行在嵌入式（计算机）系统中对多种部件、 装置等资源进行统一协调、 处理和控制系统软件。嵌入式操作系统关键特点: 微型化和实时性。
6.目前流行操作系统介绍
（1）Windows: 多用户、 多任务、 图形化、 窗口式操作系统。
（2）UNIX: 多用户、 多任务、 分时操作系统。UNIX关键特点: ①短小精悍; ②含有可装卸多层次文件系统; ③可移植性好; ④网络通信功效强。UNIX是现在唯一能够安装和运行在从微机、 工作站、 大型机到巨型机上操作系统。
（3）Linux: 多用户、 多任务、 通用操作系统。Linux特点: 支持TCP/IP网络协议, 并能与其她网络集成, 使异种机能方便地入网; 它支持并行处理和实时处理, 能充足发挥硬件性能; 它支持多个文件系统, 方便用户使用, 等等。
五、 处理器工作状态（关键）
1.特权指令
（1）把CPU实施指令分成两类: 特权指令和非特权指令。
（2）把不许可用户程序中直接使用指令称为特权指令, 其它为非特权指令。比如, I/O指令、 设置时钟、 设置控制寄存器、 停机指令、 设置中止屏蔽、 传送PSW指令等都是特权指令。
（3）I/O指令只许可在操作系统中使用, 不许可在用户程序中使用。若用户程序直接使用这些指令, 则可能引发冲突或因为一些意外而造成错误。
2.管态和目态
为避免用户程序中错误地使用特权指令, 计算机硬件结构中中央处理器含有两种工作状态: 目态和管态。系统程序运行状态为管态（包含特权指令）。用户程序运行状态为目态。
3.怎样限制用户程序使用特权指令？
答: 假如中央处理器在目态工作, 却取到了一条特权指令, 此时中央处理器将拒绝实施该指令, 并形成一个“程序中使用了非法指令”信号。硬件中止装置识别到该信号后, 将暂停用户程序实施, 并转交给操作系统去处理。操作系统通知用户: “程序中有非法指令”, 应进行修改。这么可限制用户使用特权指令。
4.程序状态字
程序状态字（PSW）是用来控制指令实施次序而且保留和指示与程序相关系统状态。
程序状态字包含三部分内容:
（1）程序基础状态（指令地址、 条件码、 目态/管态、 等候/计算）
（2）中止码
（3）中止屏蔽位。
六、 操作系统与用户接口
1.操作系统提供了两类接口: 程序员接口和操作员接口。
2.什么是访管指令？常见有哪些？
答: 访管指令不是特权指令, 既可在管态下实施, 又可在目态下实施, 关键功效是自愿进管, 引发访管中止。比如, INT, drop。
3.（关键）什么是“系统调用”？为何要提供“系统调用”？
答: 操作系统编制了很多不一样功效子程序, 供用户程序实施中调用。这些由操作系统提供子程序称为系统功效调用程序, 简称系统调用。
系统调用是操作系统为用户程序提供一个服务界面, 或者说, 是操作系统确保程序设计语言能正常工作一个支持。在源程序一级, 用户用程序设计语言描述算题任务逻辑要求, 比如读文件、 写文件、 请求主存资源等。这些要求实现只有经过操作系统系统调用才能完成, 其中有些要求还必需实施硬件特权指令（如I/O指令）才能达成目。
4.用户程序实施时, 若取了访管指令, CPU将转入了管态。当系统调用程序后, CPU回到了目态。
5.操作系统提供了让联机用户表示作业实施步骤手段: 操作控制命令、 作业控制语言。