第一章操作系统概论
第一章操作系统概论
用户可见寄存器：
- 数据寄存器
- 地址寄存器
- 条件码寄存器
CPU主要部件为
- 运算器
- 控制器
- 寄存器
- 高速缓存
在单处理器环境下，两个程序交替在CPU上运行体现了并发性
批处理操作系统的缺点是缺少交互性
只能在操作系统内核状态下运行的是 屏蔽中断
微内核结构表示客户机/服务器结构
用户程序在用户状态下使用特权指令而引起的中断是访管中断
操作系统为用户提供了多种使用接口，他们是
- 图标和菜单
- 命令行
- 系统调用
组成操作系统的主要部分通常是
- 进程线程管理
- 内存管理
- 设备管理
- 文件管理
用户应用程序不属于操作系统内核程序
用户编写程序时调用fork()创建进程，其使用的是操作系统提供给用户的系统调用的接口
中断服务程序不能作为进程来管理
用户编程需要打印输出，操作系统提供的系统调用是write()
操作系统的类型
- 批处理batch
- 交互式interactive
- 实时realtime
- 分布式distributed
- 个人计算机操作系统
- 网络操作系统
- 嵌入式操作系统
操作系统作为系统软件，为用户提供了高效使用计算机的接口
操作系统给用户提供命令输入和系统调用
安卓操作系统的特性
- 移动应用
- 支持网络
当用户需要调用操作系统提供的文件读写功能时，首先执行的指令是访管指令
研究操作系统的观点有很多他们分别是
- 软件的观点
- 资源管理的观点
- 进程的观点
- 虚拟机的观点
- 服务提供者的观点
从计算机应用角度来看，操作系统的主要作用是提供人机交互的接口
从软件设计的角度来看，操作系统为用户提供了软件开发基础平台
从计算机安全保护的角度来看，操作系统的主要作用是提供第一道安全防线
从计算机发展角度来看，操作系统的主要作用是提供虚拟机和扩展机
内核态和用户态是用于操作系统运行安全而设置的一种状态标志，其含义是指CPU在运行时所处的状态
只能在内核态下运行的指令是关中断指令
微内核（客户/服务器）结构的操作系统的优点是
- 高可靠性
- 高灵活性
- 适合分布式处理
共享性是操作系统的特性之一，可重入代码可以同时共享，内存分配模块不可以同时共享
UNIX文件系统中，若文件F的权限是736，用二进制表示111011110每三位表示属主同组和其他用户，三个数字分别表示可读可写可执行。
操作系统在进行设备分配时根据算法需要查找相应的数据结构，该数据结构包括的主要内容为
- 系统设备表
- 设备控制表
- 控制器控制表
- 通道控制表
操作系统作为系统软件，位于硬件之上，支撑软件之下
并发性是操作系统的特性之一，所谓并发性是指进程在宏观上是同时运行，微观上是交替运行。
批处理操作系统的特点
- 成批处理用户提交的作业
- 用户无法干预作业的运行
- 系统资源利用率高
操作系统为系统软件集中了资源管理和控制程序执行
所谓的共享性是指在一定的策略控制下，按不同资源类型共同占有使用
分时操作系统的特点
- 多个用户在线同时使用计算机
- 便于调试程序
- 能够对用户输入的信息及时响应
- 用户使用计算机感觉不到计算机同时在为别人服务
操作系统能够合理地组织计算机工作流程、控制程序的执行，其中合理是指
- 公平对待不同用户程序
- 不发生死锁和饥饿
可以实现互斥共享的有
- 中央处理器
- 存储器
- 打印机
- 磁带机
- 扫描仪
分布式操作系统的特点是
- 系统内所有主机使用同一个操作系统
- 系统内资源深度共享
- 用户无需了解系统内本地主机或异地主机差异，具有透明性
- 系统内各主机处于同等地位，不分主次
- 系统具有较高的可靠性
在操作系统中建立用于记录各种软硬件资源信息的数据结构，该数据结构的用途是:
- 了解用户需求和当前资源使用情况
- 对资源进行有效组织、管理
随机性是操作系统的特性之一
- 操作系统不能对所允许程序的行为以及硬件设备的情况作出任何事先的假定
- 操作系统内核进行进程切换满足随机性
实时操作系统的特点是
- 具有较高的可靠性
- 在严格的时间范围内，实现响应用户的请求
- 具有较好的过载防护能力
存储管理的三个方面功能
- 第一内存的分配与回收
- 第二存储保护
- 第三内存扩充
文件管理的任务是有效的支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享保密和保护问题，以使用户方便、安全地访问文件，主要涉及三个方面：
- 文件存储空间的管理
- 目录管理
- 文件系统的安全性。
单CPU交替运行积分计算和磁盘读写的过程具有并发性
程序状态字PSW包括
- 进制位CF
- 结果为零标志位ZF
- 符号标志位SF
- 溢出标志位OF
- 陷井标志位TF
- 中断屏蔽标志位IF
- 虚拟中断标志位VIF
- 虚拟中断待决标志位VIP
- IO特权级别IOPL
操作系统的主要功能可以分为处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和用户接口。
- 设备管理是指计算机系统除了CPU和内存以外的所有输入、输出设备的管理。
- 设备管理和用户接口范畴的有
- 为用户提供系统调用接口
- 提供缓冲技术
- 管理通道、网卡等相关的数据结构
- 提供虚设备技术
