操作系统思维导图

大灰

2023-04-29

浏览量: 45

操作系统思维导图

干货型

设计型

本思维导图概括的是操作系统的概念、功能、特点、类型等知识点。

树图思维导图提供《操作系统》在线思维导图免费制作，点击“编辑”按钮，可对《操作系统》进行在线思维导图编辑，本思维导图属于思维导图模板主题，文件编号是：44a21e3b33b96158b4685c9a31681ded

思维导图大纲

概念

操作系统（英语：Operating System，缩写：OS）是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。根据运行的环境，操作系统可以分为桌面操作系统，手机操作系统，服务器操作系统，嵌入式操作系统等

功能

进程管理

其工作主要是进程调度，在单用户单任务的情况下，处理器仅为一个用户的一个任务所独占，进程管理的工作十分简单。但在多道程序或多用户的情况下，组织多个作业或任务时，就要解决处理器的调度、分配和回收等问题。

存储管理

分为几种功能：存储分配、存储共享、存储保护、存储扩张。

设备管理

分有以下功能：设备分配、设备传输控制、设备独立性

文件管理

文件存储空间的管理、目录管理、文件操作管理、文件保护。

作业管理

负责处理用户提交的任何要求

特征

并发性

是指两个或者多个事件在同一个时间间隔内发生。这些事件在宏观上是同时发生的，在微观上是交替发生的。

共享性

就是资源共享，是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。

资源共享有两种方式： 1.互斥共享方式：系统中的某些资源，虽然可以提供给多个进程使用，但是一个时间段内，只允许一个进程访问 2.同时共享方式：系统中的某些资源，允许一个时间段内，多个进程"同时"对该资源进行访问

虚拟性

指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物，物理实体是实际存在的，而逻辑上的是用户感受到的。

异步性/不确定性

是指，在多道程序环境下，运行多个程序并发执行，但是由于资源有限，进程的执行并不是一贯到底的，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。

分类

按功能分

批处理系统

分时操作系统

实时操作系统

嵌入式操作系统

网络操作系统

分布式操作系统

按用户界面分

命令行界面操作系统

图形用户界面操作系统

按用户数分

单用户操作系统

多用户操作系统

按任务数分

单任务操作系统

多任务操作系统

运行机制

两种指令

特权指令

如，内存清零指令

非特权指令

如，普通的运算指令

两种处理器状态

核心态

特权指令、非特权指令都可执行

用户态

此时只能执行非特权指令

两种程序

内核程序

是系统的管理者，既可以执行特权指令，也可以执行非特权指令，运行在核心态

应用程序

为了保证系统能安全运行，普通应用程序只能执行非特权指令，运行在用户态

体系结构

操作系统的内核

时钟管理

实现计时功能

中断处理

负责实现中断机制

原语

是一种特殊的程序

处于操作系统最底层，是最接近硬件的部分

这种程序的运行具有原子性----其运行只能一气呵成，不可中断

运行时间较短、调用频繁

对系统资源进行管理的功能

进程管理

存储器管理

设备管理

体系结构

大内核

将操作系统的主要功能模块都作为系统内核，运行在核心态

优点：高性能

缺点：内核代码庞大，结构混乱，难以维护

微内核

只把最基本的功能保留在内核

优点：内核功能小，结构清晰，方便维护

缺点：需要频繁地在核心态和用户态之间切换，性能低

中断和异常

中断机制的诞生

人们通过操作系统作为计算机的管理者，并引入中断机制，从而实现多道程序并发执行。

本质：发生中断就意味着需要操作系统介入，开展管理工作。

过程：当CPU收到计时部件发出的中断信号时，操作系统切换为核心态，并对中断进行处理（通过内核进行处理），此时意味着进程 1 的时间片已用完，换进程 2 运行，并切换为用户态。进程 2 运行时可能发出系统调用（内中断信号），请求输出，此时，CPU切换为核心态，并对中断进行处理（进程 2 暂停运行、等待 I/O 完成，换进程 3 运行，并切换为用户态）。I/O 完成后，设备向CPU发出中断信号，操作系统切换为核心态，并对中断进行处理

中断的概念和作用

中断的分类（内中断、外中断）