操作系统OS（笔记）

• 基础

  • 常用术语：
    • PCB 进程控制块（PCB， Process Control Block）,系统中存放、管理和控制进程信息的数据结构
    • TCB 线程控制块
    • FCB 文件控制块
    • PID 进程ID(Process ID)
    • PSW 程序状态字寄存器，用于存放PC、IR等的信息
    • PC 程序计数器，存放下一条指令地址
    • IR 指令寄存器，存放到当前进行的指令
    • 半双工 半双工和全双工是计算机网络中的概念，意思是通讯同一时间只允许一方发送数据(对讲机)
    • 全双工 通信允许两方向上同时传输数据(电话)
    • P操作 来自荷兰语proveren，代表wait原语，通常使用P(S)代替wait(S)
    • V操作 来自荷兰语verhogen，代表原语signal,通常使用V(S)代替signal(S)
    • 用户态 一般的操作系统对执行权限进行分级，分别为用保护态和内核态。用户态相较于内核态有较低的执行权限，很多操作是不被操作系统允许的，从而保证操作系统和计算机的安全。
    • 内核态 内核态相当于一个介于硬件与应用之间的层，可以进行硬件的调度、使用，可以执行任何cpu指令，也可以引用任何内存地址，包括外围设备, 例如硬盘, 网卡，权限等级最高。
    • 用户态内核态切换 三种情况下，用户态会转换到内核态，系统调用、程序异常(例如内存资源耗尽等)、来自外围设备的中断
    • 系统调用/程序接口 用户程序通过系统调用的方式才能对硬件进行使用，或者说操作系统将使用硬件的接口提供给用户程序
    • 中断 中断是操作系统内核程序夺取cpu的唯一途径，或者说用户程序调用内核代码的唯一途径，因为在一般情况下，操作系统会将cpu使用权交给应用程序。
  • app --> os --> 计算机硬件
    • 计算机怎么工作？ 取址执行
    • BIOS ： based input output sysmtem
    • 打开电源时，计算机开机执行的第一条命令：寻址0xFFFF0（BIOS映射区），进行检查RAM，键盘，显示器，软硬磁盘；将磁盘0磁道0扇区（引导扇区）读入0x7c00处
    • 操作系统的基本概念：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的分配，以提供给用户和其他软件方便的接口和环境的程序集合。
    • 操作系统的特征：
    • 并发(Concurrence)：并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。操作系统的并发性是指计算机系统中同时存在多个运行着的程序，因此它具有处理和调度多个程序同时执行的能力。并行需要硬件支持，如多流水线、多核处理器或者分布式计算系统。在操作系统 中，引入进程的目的是使程序能并发执行；
    • 共享（Sharing)： 资源共享即共享，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。共享可分为以下两种资源共享方式：1) 互斥共享方式 2) 同时访问方式；互斥共享的资源称为临界资源，例如打印机等，在同一时间只允许一个进程访问，需要用同步机制来实现对临界资源的访问。
    • 虛拟（Virtual)：虚拟是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体（前者）是实的，即实际存在的；而后者是虚的，是用户感觉上的事物。用于实现虚拟的技术，称为虚拟技术；
    • 异步(Asynchronism)：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，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。
    • 操作系统最基本的特征是并发和共享。
    • 操作系统接口（OS Interface）
      用户使用应用软件 ， 操作系