#操作系统概念阅读笔记1 ##导论 ###1.计算机系统组成 可分为：计算机硬件 操作系统 系统程序和用户4个部分 ###2.定义操作系统
- 提供了解决创建可用的计算机系统问题的合理途径
- 基本目的是执行用户程序并能更容易地解决用户问题
- 操作系统为一直运行在计算机上的程序（内核）
###3.多处理器系统的优点
- 增加吞吐量
- 规模经济
- 增加可靠性
###4.集群系统
定义：集群系统将多个CPU集中起来完成计算任务，通常用来提高高可用性服务
分类：
- 非对称集群：一台机器处于热备份模式，而另一台运行应用程序
- 对称集群：两个或多个主机都允许运行应用程序，它们互相监视。
###5.分时系统（或多任务）
- 是多道程序设计的延伸
- 在分时系统中，虽然CPU还是通过在作业之间的切换来执行多个作业，但是由于切换频率很高，用户可用在程序运行期间与之进行交互
###6.网络操作系统 采用了比只提供网络连接更进一步的网络和分布式系统的概念，提供跨网络的文件共享 包括允许在不同计算机上的进程进行消息交换的通信方法等功能
###7.各类操作系统特点
- a.批处理：具有相似需求的作业被成批的集合起来，并把它们作为一个整体通过一个操作员或自动作业程序装置运行通过计算机。通过缓冲区，线下操作，后台和多道程序，运用尝试保持 CPU 和 I/O 一直繁忙，从而使得性能被提 高。批处理系统对于运行那些需要较少互动的大型作业十分适用。它们可以被更 迟地提交或获得。
- b.交互式：这种系统由许多短期交易构成，并且下一个交易的结果是无法预知的。 从用户提交到等待结果的响应时间应该是比较短的，通常为 1 秒左右。
- c.分时：这种系统使用 CPU 调度和多道程序来经济的提供一个系统的人机通信功能。CPU 从一个用户快速切换到另一个用户。以每个程序从终端机中读取它的下一个控制卡，并且把输出的信息正确快速的输出到显示器上来替代用 soopled card images 定义的作业。
- d.实时：经常用于专门的用途。这个系统从感应器上读取数据，而且必须在严格的时间内做出响应以保证正确的性能。
- e.网络：提供给操作系统一个特征，使得其进入网络，比如;文件共享。
- f.并行式：每一个处理器都运行同一个操作系统的拷贝。这些拷贝通过系统总线进行通信。
- g.分布式：这种系统在几个物理处理器中分布式计算，处理器不共享内存或时钟。每个处理器都有它各自的本地存储器。它们通过各种通信线路在进行通信，比如：一条高速的总线或一个本地的网络。
- h.集群式：集群系统是由多个计算机耦合成单一系统并分布于整个集群来完成计算任务。
- i.手持式：一种可以完成像记事本，email 和网页浏览等简单任务的小型计算机系统。手持系统与传统的台式机的区别是更小的内存和屏幕以及更慢的处理能力
###8.小结
- 操作系统必须确保计算机系统的正确操作，为了防止用户干预系统的正常操作，硬件只有两种模式：用户模式和内核模式。
- 进程是操作系统工作的基本单元。
###重要习题
####1.1
在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，这种情况导致多种安全问题。a. 列出此类的问题 b.在一个分时机器中，能否确保像在专用机器上 一样的安全度？并解释之
a 安全问题：1.用户间非法窃取程序或数据 2资源分配有问题（无合理预算来分配资源）
ｂ．应该不行，因为人类设计的任何保护机制都会不可避免的被另外的人所破译，而且很自信的认为程序本身的实现 是正确的是一件困难的事
####1.5 描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理之间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？
答案:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而且 I/O 可以在任何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，与剩下的处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而且 I/O 也只在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，这是因为他们能共享外设，大容量存储和电源供给。它们可以更快速的运行程序和增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、规模经济、增加可靠性）
####1.10 中断（interupt）的目的是什么？陷阱（trap）与中断的区别是什么？陷阱可以被用户程序（user program）有意地的产生吗？如果可以，那目的是什么？ 答案:
- 中断是一种在系统内硬件产生的流量变化，这种变化需要操作系统注意。中断可以使整个系统运行更快，更流畅，并可通过中断合理地调用CPU等外设设备。
- 陷阱是软件产生的中断。
- 可以被有意的产生。目的是：用来调用操作系统的程序或者捕捉到算术错误。
####1.14 试举例说明在下列的进程环境中，快速缓冲贮存区的数据保持连贯性的问题是怎样表明的？
(a)单道程序系统（Single-processor systems）
(b)多道程序系统 （Mulitiprocessor systems）
(c)分布式系统（Distribute systems）
答案:
- 在单道程序系统（Single-processor systems）中，当一个进程发布更新给快速缓冲贮存区的数据时，内存需要被更新。这些更新以一种快速的或缓慢的方式执行。
- 在多道程序系统（Mulitiprocessor systems）中，不同的进程或许在它的本地存储上存储相同的内存位置。当更新发生时，其它存储的位置需要使其无效或更新。
- 在分布式系统（Distribute systems）中，快速存储区数据的协调不是问题，然而，当客户机存储文件数据时，协调问题就会被提及。
