计算机基础

操作系统之下是计算机硬件，虚拟在计算机硬件之上，操作系统之下，随着CPU的强大，在一个硬件下运行两个系统

特权指令只能由核心态调用，又内核程序执行。

内核是计算机配置上的底层软件，实现操作系统内核功能（时间功能，记事本功能）的那些程序就是内核程序（微内核）。

disk:存放OS

BIOS：基本IO处理系统，检测鼠标键盘等硬件，然后启动bootloader加载OS

bootloader：加载OS到内存 

系统调用，程序发出调用请求，等待或继续。如C语言调用print实则调用底层的write的方法

异常：处理出错，同步，杀死或重新执行程序。保存现场。异常处理。恢复现场、

中断：断网等，异步，对程序透明，硬件得到中断号进行相应的处理，软件保存处理状态。CPU进入核心态。有了中断可以实现多道程序并发。用户态到核心态的切换 。内中断，CPU内部与当前指令有关，外中断（CPU外部），外设请求，人工干预等。

在计算机运行中，内核是被信任的第三方，程序通过操作系统使用内存，避免底层的复杂性

硬盘、内存物理空间。占用内存逻辑空间。逻辑*（地址）一维空间在物理空间中。 

并发与并行。并发指的是多个程序交替进行，并行是指一起进行。

连续分配有碎片空间内存，非连续分配。允许共享代码与数据，更好的利用内存管理，一个程序的物理空间是非连续的、可以进行分段分页分配空间

操作系统提供命令接口（脱机命名接口，联机命令接口）

程序接口

GUI

程序就是一个指令序列，程序段（代码），数据段（变量），PCB（进程描述信息，与处理机相关信息）三个组成进程实体，

进程三种基本状态，运行态，就绪态（等待CPU已经具备运行条件），阻塞态。进程控制会导致进程状态的切换。

原语：不允许中断，只能一气呵成，不可中断的原子操作。采用开中断，关中断指令。

进程通信指的是进程间信息的交换，进程拥有的内部空间相互独立。

进程通信：1.共享存储，系统为两个进程分配共用的空间，两个进程的访问是互斥的，有基于数据结构的共享与存储空间的共享，数其中数据结构的共享相当于固定数组，低级通信的一种方式。

2.管道通信，半双工通信，系统为程序开辟一个缓冲区，在某一时间段内是单向传递，如果需要双向传递需要设置一个两个管道、

3消息传递以格式化原语进行传递消息，直接通信，与间接通信

线程是CPU执行流的最小单位，分为用户级线程与内核级线程，操作系统只看得见内核级线程，因此内核级线程才是处理机的分配单位

处理机调度：在多道程序设计系统中，内存中有多道程序运行，他们相互争夺处理机这一重要的资源。处理机调度就是从就绪队列中，按照一定的算法选择一个进程并将处理机分配给它运行，以实现进程并发地执行。

中级调度：引用虚拟存储技术后，将不能运行的进程调至外村等待，等他重新具备运行条件重新调入内存。决定处于挂起状态的进程重新调入内存。（面向进程的）

高级调度：从后备队列的作业中选一个作业，给他们分配内存等必要资源，并建立相应的进程，以获得竞争处理机的权利。（面向作业）

低级调度，频率很高很快调度。(内存到CPU)

进程调度方式：抢占式与非抢占式

CPU利用率，只CPU忙碌时间占使用时间的比例。系统吞吐量：单位时间内完成作业的数量

调度算法： 1.先来先服务对长作业有利。对短作业不利    2    短作业优先    3   高响应优先、

时间片轮转算法：用于进程调度。

优先级调度算法：每个进程有各自的优先级。调度时选择优先级最高的作业。系统的进程的优先级高于用户进程。前台进程优先级高于后台进程。

多级反馈队列算法：其他算法的折中平衡

管程（一种特殊的软件模块）：

实现进程的互斥与同步。   进程互斥的三种软件方法：1.单标志法2.双标志法3皮特森算法（互相谦让）

进程互斥的三种硬件方法：1.中断屏蔽法2  TS指令3  swap指令

生产者消费者：共享一个初始为空大小未n的缓冲区，多个生产者进程互斥，生产者与消费者同步。

安全序列（安全状态）、不安全状态、死锁

内存管理：程序装入的三种方式1.绝对装入2.静态重地位3.动态重定位（允许程序在内存中移动）

内存保护：在CPU中设置一对一上下限寄存器。检查CPU是否越界