硬件系统

由中央处理单元CPU（运算器、控制器）、存储器、输入设备和输出设备组成；分为单总线结构、双总线结构

软件系统

由应用软件和系统软件给成

组成

运算器：对数据进行加工处理的部件，主要完成算术运算和逻辑运算

控制器：从内存中取出指令，并指出下一条指令的存储位置

功能

程序控制，操作控制，时间控制，数据处理

存储器结构

高速缓存（cache），主存储器（MM）和辅助存储器（外存储器）

分类

按位置分：内存（主存）、外存（辅存）                 按访问方式分：按地址访问和按内容访问

按材料分：磁存储器、半导体存储器、光存储器          按寻址方式分：随机存储器和直接存储器

按工作方式分：读写存储器、只读存储器

相连存储器

是一种按内容访问的存储器，把数据或数据的一部分作为关键字，将该关键字与存储器中的每一个单比较，找出存储器中所有与关键字相关的数据字

高速存储器

组成：控制部分和cache部分

地址映象方法：直接映象、全相连映象、组相连映象

替换算法：随机替换算法，先进先出算法、近期最少使用算法、优化替换算法

性能分析：主存的访问时间/ 计算机实际访问时间

虚拟存储器

由主存、辅存、存储管理单元及操作系统中的存储管理软件组成，分类页式、段式、段页式虚拟存储器

外存储器

用来存放暂时不用的程序和数据，并且以文件的形式存储。CPU不能直接访问外存中的数据，只有将其以文件为单位调入主存方可访问；由磁表面存储器及光盘存储器构成；磁盘存储器、光盘存储器

磁盘阵列技术

由多台磁盘存储器组成的，一个快速大容量高可靠的外存子系统，常见为廉冗余磁盘阵列（RAID），RAID分为6级

作用

CPU可以不用等待I/O的状态，直接去处理其他业务，I/O系统使用中断信号通知CPU，CPU转入中断处理程序中，完成与I/O系统的数据交换，提交了CPU的效率

处理方法

多中断信号线法、中断软件查询法、雏菊链法、总线仲载法，中断向量表法

中断优先级控制

当不同优先级的多个中断源同时提出中断请求时，CPU应优先响应高优先级的中断源，最先响应高优先级

对象及目的

对象：主存储器；目的：保存数据

功能

主存储器的分配和回收；提高主存储器的利用率；存储保护；主存扩充

分类

分区存储管理

固定分区：静态分区方式，系统生成时将主存划分大小不等的区域，易形成碎片

可变分区：动态分区方式，作业装入时划分，个数可变，大小等于作业的大小，也容易形成碎片

可重定位分区：移动所有已分配好的分区，使之成为连续的区域，有效解决磁盘碎片的问题

分页存储管理

原理：进程的地址空间划分为大小相等的区域（页），主存空间划分为与页相同大小的物理块（块或页框），为进程分配主存时，将进程中若干页分别装入多个不邻接的块中

地址结构：由页号P，偏移量W（页内地址）

页表：为保证能在主存中找到每个页面所对应的物理块，为每个进程建立一张页面映射表，简称为页表，实现从页号到物理块号的地址映射

分段存储管理

将作业的地址空间划分为若干个段，进程的各个段可以分配到主存的不同分区中，为每个进程建立一张段映射表，实现逻辑段到物理主存区的映射

段页式存储管理

结合分页、分段存储管理方式，将主存划分成大小相等的存储块（页框），将进程按程序的逻辑关系分为若干段，并为每个段赋予一个段名，将每个段划分成若干页，以页架为单位离散分配，利用段表和页表实现逻辑地址到物理地址的映射

虚拟存储管理

定义：主存可以将暂时不用的页（段）调出至磁盘，有足够的空间将要访问的页（段）装入主存，系统具有的主存容量比实际主存容量大得多，称这样的存储器为虚拟存储器；

实现：请求分页系统、请求分段系统；请求段页式系统（在原存储形式上增加请求和置换功能）

特征：离散性、多次性、对换性、虚拟性

页面置换算法：最佳置换算法（将永久不用或长时间内不再访问的页置换出去）、先进先出置换算法（将最先进入主存的页置换出去）、最近最久未使用置换算法LRU（选择最上次访问以来所经历的时间最大页置换出去）、最近未用置换算法NUR（通过访问标志，将未使用过的页面置换出去，）

分类

按数据组织分类：块设备、字符设备

从资源分配角度分类：独占设备、共享设备、虚拟设备

按数据传输率分类：低速设备、中速设备、高速设备

按输入输出对象分类：人机通信和机机通信息设备

按是否可交互分类：非交设备和交互设备

目标

提高设备的利用率（提高CPU与输入输出设备之间的并行操作程度），为用户提供方便统一的界面，

任务

动态地掌握并记录设备的状态、设备分配和释放、缓冲区管理、实现物理I/O设备的操作、提供设备使用的用户接口、设备的访问和控制、I/O缓冲和调度

软件

分为四层：中断处理程序、设备驱动程序、与设备无关的系统软件、用户级软件

定义

文件 ：是具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的集合；信息项是构成文件内容的基本单位

文件系统：操作系统中实现文件统一管理的一组软件和相关数据的集合，专门负责管理和存取文件信息的软件机构。

文件类型

按性质和用途：系统文件、库文件、用户文件

按信息保存期限：临时文件、档案文件、永久文件

按保护方式：只读文件、读写文件、可执行文件、不保护文件

UNIX系统分为普通文件、目录文件、设备文件（特殊文件）

文件系统类型：FAT,Vfat,NTFS,Ext2,HPFS

文件结构

逻辑结构：用户角度 分为具有结构的记录式文件（定长、可变长） 、无结构的流式文件

物理结构：存储器存储方式  分为连续结构、链接结构、索引结构

文件目录

文件控制块FCB：每个文件设置用于描述和控制文件的数据结构，包括文件名和存放文件的物理地址，包含基本信息类、存取控制信息类、使用信息类

文件目录：文件控制块的有序集合，用于文件的检索，分为一级、二级、多级目录结构

存取方法

指读写文件存储器上的一个物理块方法；包括顺序存取、直接存取、按键存取

存储空间管理

管理方法：空闲区表、位示图、空闲块链、成组链接法（UNIX系统）

文件使用

文件系统通过用户给出的文件名，查出对应文件的存放位置，读出文件内容

操作系统在操作级（命令级）和编程级（系统调用和函数）向用户提供文件服务

操作级提供命令：目录管理类、文件操作类、文件管理类

编程级提供调用：创建文件、撤销文件、打开文件、关闭文件、读文件、写文件

文件共享

不同用户进程使用同一文件，常见文件链接分为硬链接和符号链接

文件保护

采用存取控制方式进行保护，涉及存取控制矩阵、存取控制表、用户权限表、密码

文件安全性可靠性

在系统级、用户级、目录级、文件级四个级别上对文件进行安全性管理

通过转储和恢复、日志文件、文件系统的一致性实现文件的可靠性

定义

系统为完成一个用户的计算任务（或一次事务处理）所做的工作总和

组成

由程序、数据和作业说明书组成；作业说明书包括作业基本情况、作业控制、作业资源要求的描述，体现用户控制意图

管理

作业控制：采用脱机和联机两种控制方式

作业状态：提交、后备、执行、完成

作业控制块JCB：记录作业各种有关信息的登记表，是作业存在的唯一标志，包括用户名、作业名、状态标志等信息

作业后备队列：将作业控制块排列成一个或多个队列，即队列由JCB组成

调度

算法：先来先服务、短作业优先、响应比高优先、优先级调度算法、均衡调度算法

衡量指标：平均周转时间或平均带权周转时间

用户界面

定义：用户接入口或人机界面，是计算机中实现用户与计算机通信息的软件和硬件部分的总称

组成：硬件部分（输入、输出装置）、软件部分（协议、操作纵命令及处理软件）

发展阶段：控制面板式用户界面、字符用户界面、图形用户界面、新一代用户界面