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第一章 引论

1. 操作系统定义

• 定义：操作系统是计算机系统中的核心软件，负责协调管理计算机系统硬件与软件资源，并为用户和应用程序提供高效的交互环境。

• 特征：

  • 并发性

  • 异步性

  • 共享性

  • 异步性

2. 操作系统在计算机系统中的位置和作用

• 位置：位于计算机硬件之上，应用软件之下，是一层 “中间件”。

• 核心作用

  1. 资源管理：统一管理 CPU、内存、设备、文件等软硬件资源，避免冲突。
  2. 提供接口：给用户（命令接口、图形接口）和应用程序（系统调用接口）提供便捷操作方式。
  3. 优化系统性能：通过调度算法、资源分配策略提升系统吞吐量、响应速度。
  4. 屏蔽硬件差异：使应用程序无需关注具体硬件型号，实现 “硬件无关性”。

第一章

1. 操作系统两大主要作用？

• 管理 CPU、内存、I/O 设备等硬件资源；
• 为用户 / 应用程序提供便捷的硬件抽象接口。

3. 分时系统和多道程序系统的区别？

• 分时系统：按时间片轮转调度，支持多用户交互，响应快；
• 多道程序系统：多个程序并发执行，仅提升 CPU 利用率，无交互性。

6. 为何 I/O 指令是特权指令？

第一章 概述 —— 系统调用相关例题

例题：fork 系统调用应用

题目：编写一段 C 语言代码，使用 fork () 创建子进程，分别在父进程和子进程中输出进程 ID，并说明 fork () 的返回值特点。解析步骤：

1. 调用 fork () 创建子进程，返回值存储在变量 pid 中。
2. fork () 返回值规则：父进程中返回子进程 ID（大于 0），子进程中返回 0，创建失败返回 - 1。
3. 通过判断 pid 值区分父、子进程，分别输出对应信息。
4. 代码实现：

第一章 概述

1. 操作系统的基本概念、特点、基本功能

• 基本概念：操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源、合理组织计算机工作流程、方便用户使用的程序集合。它既是 “扩展的机器”（隐藏硬件细节，提供友好接口），也是 “资源管理器”（实现多道程序、多用户的资源调度与分配）。

• 核心特点：并发性（多个事件同一时间间隔内发生）、共享性（资源被多个进程共同使用）、虚拟性（通过技术将物理资源抽象为多个逻辑资源）、异步性（进程按不可预知的速度推进，但结果可再现）。

• 基本功能

  ：

  • 处理机管理：进程控制、同步、通信及处理机调度。
  • 存储器管理：内存分配、保护、地址映射及内存扩充。
  • 设备管理：缓冲管理、设备分配及设备驱动程序处理。
  • 文件管理：外存管理、目录管理、文件读写与保护。
  • 用户接口：提供程序接口（系统调用）、命令接口、图形接口。
  • 作业管理：作业组织与调度。