操作系统学习笔记1-2

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1.3 操作系统基本类型

1.

2.

3.

批处理操作系统 用户脱机使用计算机 自动成批处理 单/多道程序运行 分时系统 交互性 多路性 独立性 实时系统 即时响应 高可靠性

1.4 操作系统基本功能

1.

2.

3.

4.

5. 处理机管理 处理中断事件 处理器调度 进程控制 存储管理 内存分配与去配 存储共享与保护 地址转换 内存扩充 设备管理 外围设备的控制与处理 缓冲区管理 外围设备的分配和去配 外围设备的驱动调度 虚拟设备 文件管理 文件逻辑组织方法 文件物理组织方法 文件存取方法 文件目录管理 文件的共享和存取控制 文件的存储空间管理 用户接口

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操作接口

系统调用

1.5 现代操作系统的特征

1.

进程的概念 并发性 共享性 异步性 虚拟性

操作系统用户界面

作业的基本概念

作业的定义

从用户的角度，在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要

求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业.....作业由不同的

顺序相连的作业步组成。作业步是计算机所做的一个相对独立的工作

从系统的角度，作业由程序、数据和作业说明书组成。在批处理系统中，系统

是以作业为单位把程序和数据调入内存执行的。作业的概念常用在批处理系统

中。

作业的组织

作业说明书体现用户的控制意图。由作业说明书在系统中生成一个称为作业控

制块(job control block，JCB)的表格

JCB包含三方面内容，即基本描述、控制描述和资源要求描述

作业说明书主要实现批处理的控制，不同计算机厂家都有各自的作业说明书的

格式和内容

在系统中，人们常用批处理文件或shell程序方式编写作业说明书

作业的建立

一个作业的建立过程包括两个子过程

作业的输入：输入数据、程序、作业说明书等

JCB的建立：申请创建作业的JCB，标志着系统中存在该作业

作业输入方式

联机输入方式

用户和系统通过交互会话来输入作业

外围设备直接和主机相连接

脱机输入方式

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称为预输入方式。为了解决单台设备联机输入时的CPU浪费问题，利用辅机

作为外围处理机进行输入处理

在辅机上，将作业输入到高速设备磁盘或磁带上；再把磁盘与主机联机输入作

业

SPOOLING系统

SPOOLINGSimultaneous Peripheral Operations On-Line），即同时的外围设备联

机操作，也称假脱机

在SPOOLING系统中，作业的输入输出过程由主机控制、通道操作完成，需

由中断技术支持

处理器的工作模式

处理器指令 特权指令+非特权指令 保护系统

基本处理器工作模式 对应于处理器指令的执行

现代处理器工作模式

特权级 0 1 2 3

内核 其他系统软件 用户程序

存储空间的划分

系统空间和用户空间

内核程序和数据存储在系统空间，用户程序和数据存储在用户空间内

外壳程序和其他系统软件也运行在用户空间内

系统区可能被OS划分在不同的多个存储区域内

用户态模式下处理机只能访问用户空间，核心态模式可以访问所有存储空间 命令控制界面接口

操作系统的接口

内核（kernel）部分

与硬件密切相关的操作

关键数据结构

基本中断处理程序

部分频繁使用的功能模块

常驻系统空间，且运行在核心态

外壳（shell）部分

OS的非内核部分

提供OS的作业控制接口

提供系统调用接口

运行在用户态，用户空间内

作系统的命令控制界面就是用来组织和控制作业运行的，即作业控制接口、命令接口、

操作接口。包括脱机和联机方式

脱机方式：用户以作业控制说明书方式或命令文件方式提交给系统，由系统按照

作业说明书或命令文件中所规定的顺序控制作业执行。

联机方式：用户直接使用操作命令与系统进行交互式会话完成系统的控制和管理。

Windows用户日常操作都属于联机方式

系统调用提高了OS的安全性

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利用系统调用，用户程序可以动态请求和释放系统资源，完成与硬件相关的工作以

及控制程序的执行等

OS中系统调用服务机构称为陷入(trap)处理机构。与此对应，把由于系统调用引起

处理机中断的指令称为陷入指令(或称访管指令)

系统调用通常使得处理机从用户态转为核心态，执行相应的中断处理程序，中断处

理结束后，处理机返回用户态，继续执行用户程序

而普通的函数调用则一般仅仅会发生进程的切换，处理机模式仍然是用户态，因为

被调用的也是用户程序

因此，这两种调用有着较大的差别

系统调用