一、计算机系统概述

        计算系统可以分为硬件和软件两部分。硬件主要有中央处理器、存储器、输入和输出设备组成；软件由系统软件和应用软件组成。

        冯诺依曼计算机体系：将硬件划分为：输入、输出、运算器、存储器、控制器五部分。

        中央处理器（CPU）：

                控制器和运算器组成。处理去按照指令的复杂程度可以分为复杂指令集（CISC）和精

        简指令集（RISC）。

二、操作系统

        操作系统的作用：

                1. 操作系统是计算机系统软、硬件资源管理者，对各种资源进行分配；

                2. 是计算机硬件上的第一层软件，向下管理裸机、向上为其他软件提供支持；

                3. 控制程序运行；

                4. 为用户提供接口。

        操作系统的特征：

                1. 并发行：宏观上并行，微观上串型

                2. 共享性：系统中的资源可以被多个并发的进程共享

                3. 虚拟性：通过虚拟技术，把物理上的实体虚拟成逻辑上的实体

                4. 不确定性：由于资源是有限的，不能确定进程执行的方式和结果

        操作系统的分类：

分类	特点
批处理操作系统	单道批：每次一个作业进入内存，作业由程序、数据、作业书名说组成 多道批：一次多个作业进入内存，宏观上并行，微观上串行
分时操作系统	采用时间片轮转的方式为多个用户提供服务，用户感觉独占系统 特点：多路行、独立性、交互性、及时性
实时操作系统	分为实时控制系统和实时信息处理系统。 特点：能够以足够快的速度进行处理，并在允许的时间范围内做出响应。交互性要求不高，可靠性要求高
网络操作系统	方便有效共享网络资源，提供服务软件和有关协议的集合
分布式操作系统	多个分散的计算机组成计算机系统，无主次之分，任意两台计算机可以通过通信交换信息 网络操作系统的高级形式，具有透明性、可靠性、高性能
微机操作系统	Windows、Mac OS、Linux
嵌入式操作系统	运行在嵌入式智能设备环境中 特点：微型化、可定制、实时性、可靠性、易移植性

三、进程管理

        进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的基本能单位。

        进程由：程序块、进程控制块、数据块组成。进程是程序的一次执行过程，程序是静态的。

        进程的三态模型：

        进程的五态模型：

        形成死锁的条件：互斥、保持和等待、不可剥夺、环路等待

        死锁的预防：破坏任意一个条件

        思索的避免：有序资源分配法、银行家算法

        银行家算法原则：

                1. 当一个进程队资源的最大需求量不超过系统中的资源数时可以接纳该进程

              2. 进程可以分期请求资源，但请求的总数不能超过最大需求量

              3. 当系统现有的资源不能满足进程尚需资源数时，对进程的请求可以推迟分配，但总能

                  使进程在有限的时间里得到资源 

四、存储管理

        时间局部性：程序中的某一条指令一旦执行，不久后改指令可能再次执行

        空间局部性：一旦程序访问了某一存储单元，其相邻的存储单位可能在不久后被访问

        工作集理论：程序运行时被频繁访问的页面集合

        页式存储：

                  概念：将程序与内存均划分为同样大小的页，以页为单位将程序掉入内存

                逻辑地址：页号+页内地址

                物理地址：页帧号+页内地址

                优点：利用率高、内存碎片小、分配和管理简单

                缺点：增加了系统开销，可能产生抖动现象

        段式存储：

                概念：按用户作业中的自然段来划分逻辑空间，然后掉入内存，段的长度可以不一致

              优点：多道程序共享内存，各段程序修改互相不影响

                缺点：内存利用率低，内存碎片大

        段页式存储：

                概念：段式和页式的综合体，先分段再分页。一个程序有若干个大小不同段，每个段中

        有若干个大小相同的页。

               优点：空间浪费小、存储共享容易、存储保护容易、能动态链接

                缺点：由于管理软件的增加，复杂性和开销增加，占用内存增加，效率和执行速度下降

五、磁盘管理

        存取时间=寻道时间+等待时间+传输时间（可以忽略不计）

        寻道时间：磁头移动到磁道所需的时间；

        等待时间：等待读写的扇区转到磁头下所用的时间

        磁盘移臂调度算法：

                  1. 先来先服务（FCFS）算法：按顺序依次访问

                2. 最短寻道时间优先算法（SSTF）：从当前磁道出发，每次找最近的需要访问的磁道 

                3. 扫描算法（电梯调度算法）：从磁盘的一端出发，向另一端移动，服务沿途的所有请

                求。到达边界后改变方向，继续服务反方向的请求。

                4. 单向扫描调度算法“。总是从0号柱面开始向里道扫描，按照柱面位置顺序选择请 

                求，直到磁臂到达最后一个面后，立即返回到0号柱面，再次进行扫描。

六、文件系统

        文件：具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的集合。一个文件包括文件体和文件说明。文件体是文件的真实内容，文件说明是操作系统为了管理文件所需用到的信息，包括文件名、文件内部标识、文件类型、文件存储地址、文锦啊长度、访问权限、创建时间、访问时间等。

        文件的分类：

                按文件的性质和用途分：系统文件、库文件、用户文件

                按信息保存期分：临时文件、档案文件、永久文件

               按文件的保护方式分：只读文件、读/写文件、可执行文件、不保护文件

               UNIX文件分类：普通文件、目录文锦啊、设备文件（特殊文件） 

        文件结构形式：顺序、链式、索引

        位示图：位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中的一个盘块的使用情况。当其值为“0”时，表示对应的盘块空闲；为“1”时，表示已经分配。

 

七、系统性能