操作系统半期复习第一章：导论

一. 导论：  

        1.os的定义: 操作系统是一个系统软件，核心目的是——运行用户程序。不同于kernel。是通过对硬件（资源）的管理，实现对cpu，内存，文件存储，i/o设备等各种软硬件资源的高效合理的组织利用，为用户提供高速便捷的计算机使用体验。

        2.os的4个特征：

                【1】并发性：

                                <1>并发：在同一时间间隔（时间片）内，共同在多道化程序上使用cpu，而实质上，在每一时刻，都只有一个程序使用cpu，而若一直以这样的方式调度cpu则会导致饥饿，于是通过算法可以在一个时间间隔内宏观上实现多道程序同时执行的一个特征。

                                <2>并行：使之两个或多个事件在同一时刻发生。

                【2】异步性：多个进程并发的同时走走停停，通过把一个进程分为多个“片”的方式来面对已不可预测次序发生的事件。(同时无法预知运行速度和重现系统在某个时刻的状态。)

                【3】共享性：操作系统个多个用户进程共同使用计算机中的资源。（需要对资源j进行合理分配和使用）

                【4】虚拟性：以时间或者空间的划分策略，将以恶个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体，以提高资源利用率的方式。

                                ！cpu和设备控制器可以并行工作，并竞争内存周期 ！

        3.传统操作系统的分类：

                【1】批处理OS：

                        <1>单道批处理OS：

                                （1）自动（2）顺序（3）单道

                        <2>多道程序OS：

                                （1）资源利用率高

                                （2）系统吞吐量大

                                        /*系统吞吐量使之系统在单位时间内所完成的总工作量*/

                                （3）平均周转时间长

                                        /*作业的周转时间是指从作业提交系统到完成推出为止所经历的时间*/ 

                                （4）无交互能力

                【2】分时OS：/*多道化程序设计的延伸*/

                                （1）多路性：一台主机同时连接多台联机终端。

                                （2）独立性：每个用户占一个中断，彼此独立操作，互不干扰。用户体验是一人独占主机。

                                （3）及时性：用户能在很短的时间内获得响应：用户能在很短的时间内及时获得响应。通常是1~3s

                                （4）交互性：用户可以通过终端与系统进项广泛的人机对话。其广泛习惯表现在：用户可以请求系统提供如文件编辑、

                【3】实时OS：/*精细化要求下的的分时系统。*/

                                （1）系统对生产过程实时控制

                                （2）系统对信息进行实时处理

                                （3）处理实时任务：周期性或非周期性（非周期性必须联系一个deadline,于是按开始截止时间（某任务在某时间之前必须开始）和完成截止时间（某任务在某时间之前必须结束）），硬实时或软实时的处理实时任务

        4.OS的执行：

                【1】中断/异常机制：/*现代OS是中断驱动的*/

                                （1）中断的概念：cpu对系统发生的某个事件做出的一种反应。

                                （2）理解和区分中断和异常：

                                                <1>中断的引入：为了支持cpu和设备之间的并行操作

/*外部事件引起外中断，自愿*/ 

                                                <2>异常的引入：表示cpu执行指令时本身出现问题

/*有正在执行的指令引发的内中断，强迫*/

                【2】中断系统：

                【3】中断响应：在每条指令执行周期终末时刻扫描中断寄存器，询问是否有中断信号，若有，则由中断硬件（硬件）将该中断触发器内容按中断码查询中断向量表后在新一CPU处理周期中引出中断处理程序（软件）。

 /*关于程序状态字psw*/

                【4】中断/异常机制：/*几乎同于此，于是就此理解*/在每条指令执行周期终末时刻扫描中断寄存器，询问是否有中断信号，若有，则由中断硬件（硬件）将该中断触发器内容按中断码查询中断向量表后在新一CPU执行周期中引出中断处理程序（软件）

                【5】cpu状态：

                                （1）管态：操作系统管理程序运行的状态。又称为特权态，内核态。（特权指令只能在管态下使用）

                                （2）目态：用户程序运行时的状态。又称普通态，用户态。

中断/异常/陷入（访管指令）会让处理器从用户态切换为核心态，所以能相应触发中断异常的操作都是用户态处理器实行不了的特权指令。而内核态切换到用户态通过设置程序状态字PSW。