操作系统 第一章 概述

1.1 操作系统的定义

用户角度：操作系统是一个控制软件

• 管理应用程序
• 为应用程序提供服务
• 杀死应用程序
• 管理资源
• 管理外设/分配资源

（1）在操作系统下，进程<->CPU，文件<->磁盘，地址空间<->内存

（2）操作系统的架构层次：硬件之上，应用软件之下（为应用软件提供服务支持）

（3）Linux，Windows界面属于外壳shell（与User交互），而不是内核kernel，而krnel是本课程研究的重点，在shell之下。

（4）Kernel包括：

CPU调度器

• 物理内存管理
• 虚拟内存管理
• 文件系统管理
• 中断处理和IO设备驱动（底层硬件）

（5）OS Kernel的特征：

并发（指一段时间内多个程序运行；而并行是指一个时间点上多个程序运行，要求多个CPU）：计算机系统中同时存在多个运行的程序，需要OS管理和调度

共享：“同时”访问或互斥共享

虚拟：利用多道程序设计技术，让每一个用户都觉得有一个计算机专门为他服务

异步：程序的运行不是一步到底的，而是走走停停，向前推进的速度不可预知，但只要运行环境相同，OS要保证程序运行的结果也相同。

 

1.2 操作系统的结构

（1）简单的操作系统：

MS-DOS 不分模块的单体内核（内部通过函数调用访问，缺点：复杂、紧耦合、易受攻击）

（2）微内核

尽可能把内核功能移植到用户空间，缺点性能低

（3）外核，内核分为一块，一块负责和硬件打交道，另一部分和应用打交道

（4）虚拟机

VMs（虚拟机）-> VMM（虚拟机监视器）->物理机硬件，多操作系统共享硬件资源。