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第一章 操作系统概述

3777人浏览 / 0人评论 / | 作者:因情语写  | 分类: 操作系统  | 标签: 操作系统

作者:因情语写

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    说明:本章主要说了操作系统的概念、特征、功能和提供的服务, 操作系统的发展与分类, 操作系统的运行环境( 内核态与用户态, 中断、异常, 系统调用), 操作系统体系结构

     操作系统的概念(系统软件)

    OS 作为计算机系统资源的管理者

    OS 用作扩展机、虚拟机

    OS 作为用户与计算机硬件系统之间的接口

    接口的主要形式:

    系统调用(System Call) ——编程用

    命令输入(命令行、 GUI、 NUI) ——交互控制用

    操作系统的基本特性(四大特征)

    并发(Concurrence)—最基本的特征!

    并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念,并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生;而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生

    共享(Sharing)

    在操作系统环境下,所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用

    虚拟(Virtual)

    操作系统中的所谓“虚拟”,是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物

    异步性(Asynchronism)

    在多道程序环境下,多个进程是以“停停走走”的方式运行

    由于上述特征使得程序失去封闭性

    操作系统的功能(管理和分配资源)

    进程管理(进程与线程)
    存储管理(内存管理)
    文件管理(文件系统)
    输入输出管理(设备管理)
    作业管理(大型计算机)

    操作系统提供的服务(接口)

    公共服务(用命令控制计算机)
    系统调用服务(各个功能模块)

    操作系统的发展与分类(历史)

    操作系统的发展
   从无到有
   从简单到复杂
   从单机到联网
   从专用到通用再到专用

   操作系统的分类
   无操作系统的人工操作方式
   脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式——monitor
   单用户操作系统
   单/多道批处理系统(大型计算中心)
   分时系统(通用交互式系统)

   实时系统(工控/军事)
   网络操作系统(增加了资源共享和通信功能)
   分布式操作系统(用户透明/强壮)
   并行操作系统 (高效)

   操作系统的运行环境

   内核态与用户态

    中断、异常

    系统调用

    内核态用户态

    内核态与用户态是指进程(线程)在执行代码过程中为了安全保护而设置的二个不同的阶段。
    内核态可以执行所有的系统代码,包括特权指令;而用户态只能执行用户的代码。
    若用户需要执行特权代码时,必须发起一次系统调用。

    中断异常

    所谓中断(interrupt)是指处理机对系统中或系统外发生的异步事件的响应。
    异常(有时也称为陷阱trap)是指由系统发起的一次确定的服务过程(也称为软中断)

    中断、异常(续)

    访管指令不是特权指令
    用户从用户态进入内核态必定通过访管指令
    从内核态返回用户态可以修改状态字实现

    系统调用

    系统调用是指当用户需要使用某些计算机资源时,因为这些资源是被操作系统所控制的,用户不能直接使用该资源,而是必须向操作系统提出“请求”,
由操作系统安排合理、高效、安全地使用这些资源
    这种“请求”便称为系统调用
    这种“请求”的格式通常是指令名加上请求的服务识别号(有时是中断号)

    操作系统体系结构

    单一结构(小型嵌入式)

    分层结构(用户层/内核下层/内核上层)

    客户/服务器结构(微内核)

    虚拟机结构(容器)


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