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操作系统的概念(定义)

操作系统:是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配;以提供给用户和其他软件方便的接口和环境;它是计算机系统中最基本的系统软件。
可以简要概括为以下三点:
①:操作系统是系统资源的管理者
②:向上层提供方便易用的服务
③:是最接近硬件的一层软件
一、操作系统是系统资源的管理者
补充:在执行一个程序之前,需将该程序放到内存中,才能被CPU处理。
二、向上层提供方便易用的服务
(操作系统的功能和目标)
封装思想:操作系统把一些丑陋的硬件功能封装成简单易用的服务,使用户能更方便地使用,无需关心底层硬件原理,只需对操作系统发出命令。
命令接口
GUI:图形化用户接口(很多现代操作系统都提供GUI)
例如:在Windows操作系统中,对一个文件的删除,我们只需将其拖拽到回收站即可,看似简单的操作,其实操作系统在背后进行着一些列复杂的活动。
早期是用命令行(也叫命令接口)的形式于操纵系统进行交互。
命令接口分为两种:
①:联机命令接口
②:脱机命令接口
联机命令接口=交互式命令接口
特点:用户说一句,系统跟着做一句。
脱机命令接口=批处理命令接口
特点:用户说一堆,系统跟着做一堆。
程序接口
程序接口可以在程序进行系统调用来使用程序接口,普通用户不能直接使用程序接口,只能通过程序代码间接使用。(一般是程序员)
命令接口与程序接口统称为 “用户接口”!
三、作为最接近硬件的层次
需要实现对硬件机器的拓展。
没有任何软件支持的计算机称为裸机,在裸机上安装的操作系统,可以提供资源管理功能和方便用户的服务功能,将裸机改造成功能更强,使用更加方便的机器。
通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器,又称虚拟机。
操作系统的特征
并发
并发:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的,但微观上是交替发生的。
常考易混概念——并行:指两个或多个事件在同一时刻同时发生。
并发 vs 并行
eg:小渣和老渣每人有两个女朋友。任务一:和一号约会 任务二:和二号约会
这时小渣做了一个最愚蠢的做法是一号女友二号女友一起约会。老渣则是选着8点到9点和一号约会,9点到10点和二号约会,10点到11点和一号约会.....
并发约会:同一时刻同时进行两个约会任务
并行约会:宏观上看,这一天老渣同时进行了两个约会任务,微观上看,某一时刻,他只进行一个约会任务。
操作系统的并发性指计算机系统中 ‘同时’ 运行着多个程序,这些程序宏观上看是同时运行着的,而微观上看是交替运行的,操作系统就是伴随着 “多道程序技术” 而出现的,因此,操作系统和程序并发是一起诞生的。
注意:
单核CPU同一时刻只能执行一个程序,各个程序只能并发地执行。
多核CPU同一时刻可以同时执行多个程序,多个程序可以并行执行。
共享
共享即资源共享,是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
两者资源共享方式:
①:互斥共享方法
系统中的某些资源,虽然可以提供给多个进程使用,但一个时间段内只允许一个进程访问该资源。
例如:当我们在使用微信进行视频通话的时候,是无法进行扫码支付的,这是因为视频和扫码只能一个使用摄像头。
②:同时共享方法
系统中的某些资源,允许一个时间段内由多个进程 “同时” 对它们进行访问。
例如:我们在使用QQ和微信同时发送同一个文件。
并发和共享的关系
并发性:指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。
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共同使用。
因此两者是互为存在关系。
虚拟
虚拟是指把一个物理上的实物变为若干个逻辑上的对应物。物理实体(前者)是实际存在的,而逻辑上对应物(后者)是用户感受到的。
虚拟技术的分类:
①:空分复用技术(如虚拟存储器技术)
②:时分复用技术(如虚拟处理器)
显然,如果失去了并发性,则一个时间段内系统中只需运行一道程序,那么就失去了显示虚拟性的意义了,因此,没有并发性也就谈不上虚拟性。
异步
异步是指,在多到程序环境下,允许多个程序并发执行,但由于资源有限,进程的执行不是一贯到底的,而是走走停停,以不可预知的速度向前推进,这就是进程的异步性。
如果失去了并发性,即系统只能串行的运行各个程序,那么每个程序的执行会一贯到底,只有系统拥有并发性才可能导致异步性。
并发和共享互为存在条件。
没有并发和共享,就谈不上虚拟和异步。