本文总结了操作系统第一章的重点知识，非常时候预习和复习的小伙伴们。大家可以根据目录先考考自己能回忆起多少知识！
目录
[1、 理解操作系统的目标、作用和定义](#1、 理解操作系统的目标、作用和定义)
[2、 脱机 I/O 方式](#2、 脱机 I/O 方式)
[3、 多道程序设计的概念及引入的原因](#3、 多道程序设计的概念及引入的原因)
[4、 多道批处理系统的优缺点](#4、 多道批处理系统的优缺点)
[5、 分时系统引入的原因及特点](#5、 分时系统引入的原因及特点)
[6、 实时系统的特点](#6、 实时系统的特点)
[7、 操作系统基本特征；理解每个特征的含义；最重要的特征是什么？（重点）](#7、 操作系统基本特征；理解每个特征的含义；最重要的特征是什么？（重点）)
1、 理解操作系统的目标、作用和定义
操作系统(Operating System，OS)是**一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用计算机的程序的集合。**它是配置在计算机上的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。操作系统在计算机系统中占据特别重要的地位，它是计算机中最重要的系统软件，是其他系统软件和应用软件运行的基础。
1.操作系统的目标
(1)方便性。操作系统使计算机系统更易于使用。
(2)有效性。操作系统使资源的利用率更高，系统的吞吐量更大。
(3)可扩充性。操作系统必须能方便地增加新的功能和模块，并能修改老的功能和模块，以适应计算机硬件、体系结构以及应用发展的要求。
(4)开放性。操作系统的开发应该遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连OSI国际标准，从而使其与其他系统之间能彼此兼容、方便地实现互连。
2.操作系统的作用
(1)操作系统是用户与计算机硬件系统之间的接口。 用户并不直接与计算机硬件打交道，而是通过操作系统提供的命令、系统功能调用以及图形化接口来使用计算机。
(2)操作系统是计算机资源的管理者。 处理机的分配和控制，内存的分配和回收，I/O设备的分配和操纵，文件的存取、共享和保护工作都是由操作系统完成的。
(3)操作系统实现了对计算机资源的抽象 。操作系统是铺设在裸机(即没有配置任何软件的计算机系统).上的多层软件,它不仅增强了系统的功能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，从而实现了对计算机资源的抽象。
另外，操作系统还是计算机工作流程的组织者。它负责在众多作业之间切换处理机，并协调它们的推进速度，从而进一步提高系统的性能。
2、 脱机 I/O 方式
脱机输入方式是指在一台外围机 (即一 台专门用来管理输入/输出的、功能较简单的计算机)的控制下，预先将程序和数据从低速输入设备输入到磁带，当CPU需要这些程序和数据时，再从磁带高速地读入内存。 类似地，脱机输出方式是指当CPU需要输出时，先高速地将数据写入磁带，然后在一台外围机的控制下，通过低速输出设备进行输出。相反，在主机的直接控制下进行的输入/输出方式被称为联机输入/输出方式。
在脱机输入/输出方式下，是由外围机而不是主机的CPU等待人工操作，从而有效地减少了主机CPU的空闲时间，缓和了人机矛盾 ;另外，CPU直接通过高速的磁带进行输入/输出，这又极大地提高了I/O的速度 ，进一步减少了CPU的空闲时间，从而较好地缓和了CPU与I/O设备之间速度不匹配的矛盾。
3、 多道程序设计的概念及引入的原因
为了进一步提高资源的利用率 ，引入了多道程序设计技术。所谓多道程序设计技术，是指在内存中同时存放若干个作业，并使它们共享系统资源且同时运行的技术。 在单处理机环境下，这些作业仅在宏观上同时运行，而在微观上它们是交替执行的。 由于在内存中可同时存放多个作业，当正在执行的作业因I/O等原因而暂停执行时，CPU可马上调度另一道作业执行，从而使系统中众多的I/O设备可与CPU并行地工作。多道程序设计技术可显著地提高内存、CPU与I/O设备的利用率，增加系统的吞吐量。
4、 多道批处理系统的优缺点
多道程序设计技术和批处理技术的采用，使多道批处理系统具有资源利用率高和系统
吞吐量大的优点。 但是，多道批处理系统将用户和计算机操作员分开，而且用户作业要排
队、依次进行处理，故又具有用户无 法直接与自己的作业进行交互 和作业的平均周转时间
(指作业从进入系统开始，直至作业完成并退出系统为止所经历的时间)较长的缺点。
5、 分时系统引入的原因及特点
为了解决批处理系统无法进行人机交互的问题，并使多个用户(包括远程用户)能同时
使用昂贵的主机资源 ，又引入了分时系统。
分时系统是指，在一台主机上连接有多个配有显示器和键盘的终端，同时允许多个用
户通过自己的终端以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。
分时系统的关键问题是使用户能与自己的作业进行交互，或者说，它追求的主要目标
是系统能及时响应用户的终端命令。
分时系统具有以下特征:
(1) 多路性。一台主机上连有多个终端，因此允许多个用户同时共享一台主机 ，从而
显著地提高系统资源的利用率。
(2)独立性。各个用户像独占主机一般，独立地工作，互不干扰。
(3)及时性。 系统能按人们所能接受的等待时间(通常为1~3秒)及时响应用户的
请求。
(4) 交互性。 用户能与系统进行广泛的人机对话， 以请求系统为他提供诸如文件编辑、
数据处理、对数据库的访问以及数据打印等多方面的服务。
6、 实时系统的特点
实时系统与分时系统特征的比较
(1)多路性 。信息查询系统和分时系统中的多路性都表现为系统按分时原则，为多个
终端用户服务;实时控制系统的多路性则是指系统周期性地对多路现场信息进行采集 ，以
及对多个对象或多个执行机构进行控制。
(2)独立性。 信息查询系统中的每个终端用户在与系统交互时，彼此独立互不干扰; .
同样，在实时控制系统中，对信息的采集和对对象的控制，也都是彼此互不干扰的 。
(3)及时性 。信息查询系统对实时性的要求与分时系统类似，是依据人所能接受的等
待时间确定的;多媒体系统实时性的要求是，播放出来的音乐和电视能令人满意。而实时
控制系统的实时性则是以控制对象所要求的截止时间来确定的 ，一般为秒级到毫秒级。
(4)交互性。 在信息查询系统中人与系统的交互性，仅限于访问系统中某些特定的专
用服务程序。 它并不能像分时系统那样，能向终端用户提供数据处理、资源共享等服务。
而多媒体系统的交互性，也仅限于用户发送某些特定的命令，如开始、停止、快进等，由
系统立即响应。
(5) 可靠性 。分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统高度可靠。
因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至带来无法预料的灾难性后果。因此，在实
时系统中，常采用多级容错措施来保障系统和数据的安全性。
7、 操作系统基本特征；理解每个特征的含义；最重要的特征是什么？（重点）
1)并发性
并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序的环境下，并发性是指在一段时间内，宏观上有多个程序在同时运行。
2)共享性
共享性是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程同时使用。分为互斥共享和同时访问。
3)虚拟性
虚拟性是指通过某种技术，将一个物理实体变为若千个逻辑上的对应物。用来实现虚拟性的技术被称为虚拟技术。在OS中利用虚拟技术实现了虚拟处理机、虚拟存储器和虚拟设备，从而使得进程可以更方便地共享系统资源。
4)异步性
异步性是指在多道程序的环境下，每个程序何时执行、何时暂停都是未知的，即它们以不可预知的速度向前推进。但同时操作系统应保证程序的执行结果是可再现的，即只要运行环境相同，一个作业的多次运行都会得到相同的结果。
操作系统具有哪几大特征? 它们之间有何关系?
答:操作系统的特征有并发性、资源共享性、虚拟性和异步性。它们的关系如下:
(1)并发性和资源共享性是操作系统最基本的特征。为了提高计算机资源的利用率，
OS必然要采用多道程序设计技术，使多个程序共享系统的资源，并发地执行。
(2)并发性和资源共享性互为存在的条件。一方面，资源的共享是以程序(进程)的并发
执行为条件的，若系统不允许程序并发执行，自然不存在资源共享问题;另一方面，若系
统不能对资源共享实施有效管理，协调好诸进程对共享资源的访问，也必将影响到程序的
并发执行，甚至根本无法并发执行。
(3)虚拟性以并发性和资源共享性为前提。为了使并发进程能更方便、更有效地共享
资源，操作系统常采用多种虚拟技术在逻辑上增加CPU和设备的数量以及存储器的容量,
从而解决众多并发进程对有限的系统资源的争用问题。
(4)异步性是并发性和资源共享性的必然结果。操作系统允许多个并发进程共享资源、
相互合作，使得每个进程的运行过程受到其他进程的制约，不再"一气呵成"，这必然导
致异步性特征的产生。
第二、第三章也已经更新！