2021年11月6日 操作系统（概述）

1. 操作系统

 

1.1 操作系统的概念

 1.2 操作系统的功能和目标

1.2.1 从上下看-系统资源的管理者

1.2.2 从上看-用户和计算机硬件之间的接口 

1.2.2.1 命令接口

联机命令接口 （交互式命令接口）

脱机命令接口（批处理命令接口）

1.2.2.2 程序接口

1.2.2.3 GUI 

1.2.2.4 总结 

1.2.3 从下看-最接近硬件的层次

 

1.2.4 总结

1.3 操作系统的特征

1.3.1 并发 

 

1.3.2 共享

并发和共享的关系 

1.3.3 虚拟

 

1.3.4 异步

1.3.5 总结

1.4 操作系统的发展和分类 

1.4.1 手工操作阶段

1.4.2 批处理阶段

1.4.2.1 单道批处理系统 

1.4.2.2 多道批处理系统 

多道批处理系统提升资源利用率的原因

1.4.3 分时操作系统 

1.4.4 实时操作系统 

1.4.5 其他操作系统 

1.4.6 总结 

1.5 操作系统的运行机制和体系结构

1.5.1 特权指令/非特权指令 

 

1.5.2 用户态/核心态

1.5.3 内核程序/应用程序 

1.5.4 总结

1.5.5 操作系统的内核 

 

1.5.5.1 操作系统的体系结构

1.5.6 总结

1.6 中断和异常

1.6.1 中断机制的诞生 

 

 进程1的时间片已经用完，然后换进程2运行

 I/O输出操作等指令属于特权指令，只能通过系统调用方式让操作系统工作

 

1.6.2 中断的概念和作用 

1.6.3 中断的分类 

另一种分类方式

1.6.4 外中断的处理过程 

1.6.5 总结

.

1.7 系统调用 

 

 

 

1.7.1 系统调用和库函数的区别

1.7.2 系统调用背后的过程 

系统调用符号

1.7.3 总结 

总结 

1.  聊聊操作系统如何连接硬件和软件的？

  以使用QQ程序为例。首先要在各个文件夹中找到QQ文件的位置（文件管理），双击打开QQ.exe，把程序相关数据放入内存中（存储器管理），QQ程序正常运行，CPU对QQ这个对应的进程进行相关处理（处理机管理），使用QQ和朋友进行视频聊天（设备管理）。

2. 聊聊你知道的计算机系统的体系层次结构？操作系统还能再细分吗？

  计算机系统层次自上而下可分为用户->软件->操作系统->裸机（纯硬件），其中操作系统又可以分为非内核以及大内核，大内核又可以再细分到微内核。其中大内核中次要的功能有进程管理、存储器管理、文件管理、设备管理等。而微内核中操作系统必不可少的功能有：时钟管理、中断处理、原语（设备驱动，处理器切换等）。

3. 为什么要有中断？中断如何分类？为什么要用系统调用？聊聊系统调用背后的过程？

  中断的目的就是为了让多到程序能并行的执行，提高计算机处理程序的效率。中断分为内中断（与当前执行的指令有关）和外中断（用户敲键盘输入字符），它们的区别就是是否与当前指令有关，有关就是内中断，无关就是外中断。

  在程序运行的过程中有时候需要对计算机重要的资源进行操作，系统调用的目的是为了保证系统的稳定性和安全性，对于存储器、文件、I/O设备的操作都需要由操作系统完成。操作系统提供的系统调用过程：操作系统通过程序中高级语言->汇编语言中的int指令（陷入指令，这里的int是interrupt的缩写）以及对应该指令中的系统调用号来确定，使CPU从用户态进入核心态，并且决定这次操作系统需要控制硬件做出什么具体的底层操作。