学习笔记1/5，操作系统之操作系统概念

1. 操作系统

1.1 操作系统的概念

操作系统的定义

操作系统(Operating System,OS)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分配,以提供给用户和其他软件方便的接口的环境,他是计算机系统中最基本的系统软件。

1.1.1 操作系统的功能和目标

操作系统的功能和目标——作为系统资源的管理者

• 处理机管理

• 存储器管理

• 文件管理

• 设备管理

操作系统的功能和目标——作为用户和计算机硬件之间的接口

联机命令接口：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

程序接口：如C:\Windows\System32\user32.dll 程序员在程序中调用user.dll（该调用过程即为系统调用）即可实现创建窗口功能。只能通过用户程序间接使用。

GUI：图形用户界面

操作系统的功能和目标——作为最接近硬件的层次

通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器，又称为虚拟机

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1.1.2 操作系统的特征

并发

操作系统的特征——并发

并发：指两个或多个时间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。

易混淆概念——并行：指两个或多个事件在同一时刻同时发生。

操作系统是伴随“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。

共享

操作系统的特征——共享

操作系统的特征——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多个并发执行的进程共同使用。

并发性和共享性互为存在条件

虚拟

操作系统的特征——虚拟

虚拟存储技术

虚拟处理器

因此，没有并发性，就谈不上虚拟性。

异步

操作系统的特征——异步

异步是指，在多道程序环境下，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，而是走走停停，以不可预知的速度推进，这就是进程的异步性。

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1.1.3 操作系统的发展与分类

手工操作阶段

批处理阶段–单道批处理系统

批处理阶段——多道批处理系统

分时操作系统

计算机以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务

解决了人机交互问题

不能优先处理一些紧急任务

实时操作系统

能有限响应一些紧急任务

并且要在严格的时限内处理完时间

特点是及时性和可靠性

其他几种操作系统

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1.1.4 操作系统的运行机制和体系结构

什么是指令

两种指令

两种处理器状态

两种程序

操作系统的内核

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大内核和微内核

操作系统的体系结构

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1.1.5 中断和异常

知识总览

中断机制的诞生

中断的概念和作用

有了中断，才能实现多道程序并发执行

中断的分类

内中断的另一种分类方式

外中断的处理过程

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1.1.6 系统调用

什么是系统调用，有何作用

程序接口（系统调用），应用程序可以通过系统调用请求来获得操作系统的服务

系统调用的分类

应用程序通过系统调用请求操作系统服务

保障系统的稳定性和安全性

系统调用和库函数的区别

使用库函数在进行系统调用，进一步封装系统调用的一些细节

系统调用背后的过程

int 是trap/陷入/访管指令

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