操作系统:
操作系统是控制和管理计算机软、硬件资源,以尽可能合理、高效的方便用户及其应用程序提供服务的一种系统。
从用户使用角度:方便用户使用
从资源管理角度来看,操作系统提高了系统资源的利用率。
从发展的角度看,操作系统是一台虚拟机,是计算机硬件的首次扩充,又是扩展机。
介于硬件与软件之间
操作系统的特征:
并发:
共享:
虚拟:
不确定性:并发引起的 ,出现了很多的bug ,不确定是根本,确定是目标
操作系统的功能:
进程管理:
存储管理
文件管理:
设备管理:
操作系统的作业管理包括作业调度和用户接口。大纲作业调度与处理机调度合并要求
操作系统所能提供的服务:
1、公共服务:
命令控制接口
命令行,gui,脚本,nui(自然语言用户的接口)
系统调用
创建,打开,读,写,关闭
2、系统调用服务: 主要是用编程用的
api是多个系统调用和部分代码的综合,比系统调用功能更加的强大。
操作系统的发展和分类:
发展:
大型计算机、巨型计算机
军用计算机、工业控制计算机
嵌入式计算机要求精简、功能专一
便携式设备要求省电,电场持续耐力强
分类:
单用户操作系统
批处理操作系统
单道批处理;多道批处理。脱机;联机
分时操作系统 (现在看到的操作系统都是分时操作系统)
实时操作系统
硬实时;软实时 (机顶盒)
网络操作系统: 具有更强的资源利用能力,有更强的通信功能
分布式操作系统 :对用户是透明的,用户不需要知道操作系统在干什么,很庞大,不太容易实现,协同操作
并行操作系统
操作系统的运行环境
内核态与用户态 :主要是考虑到操作系统的发展,才变重要了
操作系统运行在内核态,可以访问所有的资源,但是不能访问用户的资源;
用户态不能用资源,但是可以通过系统调用和陷阱的方式
在内核态和用户态转换,用到中断,访管指令
操作系统运行的状态 特权指令
用户代码运行的状态 访管指令
中断、异常
异常有3种 陷阱,故障,终止 陷阱是软中断
系统调用
陷入机制 访管指令
内核态
现代操作系统除了提供直接使用系统调用的指令外,通常的做法是提供一套方便、实用的应用程序函数库(Api)这些函数从应用的最高层面重新封装了系统调用,一方面屏蔽了复杂的系统调用传参问题,另一方面 有助于快速开发。还有的系统在更高层面提供了程序设计的模板库和类库。
操作系统的体系结构
整体式 (无结构) 如dos 早期的操作系统就是这样的
层次式
微内核(客户/服务器)
模块式(面向对象)
QA: 并行,系统调用,异常,内核态 用户态 频度很高