操作系统概述：第一章

爱被打了一巴掌 2023-06-06 10:37 91阅读 0赞

## 操作系统的作用 ##

*  计算机硬件与软件的管理者，统一分配资源
 *  实现了对计算机资源的抽象
 *  用户使用软件与硬件的接口

**为什么有操作系统**

*  计算机硬件复杂，我们不可能直接使用硬件
 *  设备种类繁多复杂，需要统一界面
 *  为了让更多人简单方便使用计算机

**计算机资源**

*  处理器资源
 *  存储资源
 *  I/O设备资源
 *  文件资源

**操作系统的基本特征**

*  *并发*：是指两个或多个同一时间间隔发生
    
     *  并行：是指两个或多个事件可以在同一时刻发生
     *  单处理器：多道程序交替运行；并发;
     *  双处理器：并行
 *  *共享性*：
    
     *  表现为操作系统中的资源可供多个并发的程序共同使用；这种共同使用的形式称之为资源共享
     *  多个程序可以同时使用主存资源
     *  资源共享可分为两种方式：  
        互斥共享形式：eg:使用打印机  
        当资源被程序A占用时，其他想使用只可以等待；只有A使用完后，其他进程才可以使用。  
        同时访问形式：eg：给硬盘写数据  
        某种资源在一段时间内并发被多个程序访问  
        这种“同时”是宏观的，从宏观去看资源可以被同时访问。
 *  *虚拟性*：
    
     *  把一个物理实体（真实存在）转变为若干个逻辑实体（虚拟）
     *  虚拟的技术主要有时分复用技术和空分复用技术
        
         *  时分复用技术：  
            资源在时间上进行复用，不同程序并发使用；  
            多道程序分时使用计算机的硬件资源；  
            提高资源利用率
         *  空分复用技术：  
            用来实现虚拟磁盘，虚拟内存
 *  *异步*：
    
     *  在多道程序环境下，允许多个进程并发执行
     *  进程在使用资源时可能需要等待或放弃
     *  进程执行不是一气呵成的，是走走停停的形式

**有哪些操作系统？**

*  *无操作系统的计算机系统*：
 *  *单道批处理*：
    
     *  顺序性：各作业的完成顺序与他们进入内存的顺序相同
     *  单道性：内存中仅有一道程序运行
     *  自动性：
     *  优点：减少了CPU的空闲时间，提高主机CPU和I/O设备的使用效率，提高了吞吐量
     *  缺点：CPU与I/O设备使用忙闲不均
 *  *多道批处理系统*：内存中同时有多个作业，CPU在其中切换
    
     *  目的：利用多道批处理提高资源利用率
     *  多道性：内存中同时驻留多道程序并发执行，从而有效提高资源利用率和系统吞吐量。
     *  无序性：完成作业顺序与进入内存顺序无关
     *  调度性：作业调度，进程调度
     *  优点:资源利用率高：CPU,内存，I/O设备；系统吞吐量大
     *  缺点:无交互能力，用户响应时间长；作业平均周转时间长
 *  *分时系统*：通常按时间片分配：各个程序在CPU上执行的轮换时间；作业直接进入内存，每个作业一次时间很短；
    
     *  多路性：众多联机用户可以同时使用同一台计算机
     *  独占性：各终端用户感觉到自己独占了计算机
     *  交互性：用户与计算机之间“回话”
     *  及时性：用户的请求能在很短时间内响应
     *  特点：人机交互好；共享主机

**计算机硬件**：

*  同步I/O：
 *  异步I/O：
 *  用户态：
 *  管态：特权指令只可以在管态运行
 *  PS：CPU的工作状态分为系统态(或称管理态，管态)和用户态(或称目态)。

**操作系统服务**：

*  提供的服务：
 *  为用户和程序提供的接口：
 *  各组成部分机器连接：
 *  资源分配：把资源分配给多个用户或多个同时运行的作业
 *  帐务：跟踪和记录用户对资源的使用，用于账单和统计
 *  保护:确保对资源的所有访问均在控制中

**系统调用**：提供在运行程序和操作系统之间的接口

*  system call;
 *  功能：5类
 *  API：应用程序接口;可移植