【简介】操作系统概念

现在都不知道操作系统是什么东东，然后就看点书了解一下，参考书不是专门讲操作系统的，是看到的时候做的笔记。

以下内容来自赖国明主编《Linux 网络操作系统项目化教程》第一节。

操作系统

 一个完整的计算机系统包括：硬件子系统和软件子系统。据诺依曼原理，计算机的硬件子系统包括：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成，其中运算器和控制器集成在一块芯片上，称为中央处理单元（CPU）。现代计算机的系统是由协同工作的处理器、主存、辅助存储器、网络接口、显卡、声卡和各种输入/输出设备组成。

一、操作系统的概念--从以下几点理解

1)本质上是一组程序和相关文档的集合，也就是一种软件；

2)目的之一：方便用户使用计算机，为用户操作计算机提供操作平台和接口；

3)另一目的：是合理管理和操控计算机系统的软硬件资源，充分发挥计算机系统软硬件资源的使用效率；

计算机体系架构如图1：

　　　　　　　　　　　　图1：计算机体系架构

二、操作系统功能

操作系统的基本功能包括：处理机管理、存储器管理、设备管理、作业管理和文件管理五大功能。

1) 处理机是计算机系统中最重要的核心资源。现代的操作系统都已进程的形式实现处理机的管理，处理机的管理功能主要体现在进程的创建、撤销，并按照一定的算法规则来调度进程，分配器所需的资源，对处理机的时间进行分配，管理和控制各个用户的多个进程的协调运行，确保进程之间的正常通信。

2) 存储器是计算机中用来存放程序和数据的容器。计算机的存储器包括内存存储器和外存储器，这里主要是值内存储器的管理。存储的管理的主要功能包括内存的分配、内存的回收、内存保护、地址映射和虚拟存储器等功能。内存分配分为：静态分配和动态分配。虚拟内存技术是在主存储器不够大的情况下，使用硬盘上的特定区域空间来扩大内存容量，是当今主流的一种存储器技术。

3) 严格地，计算机的主机值包含处理器和主存储器，其他部分都称为外围设备。

 4) 每个用户请求计算机系统完成的一个独立的操作称为作业，用户使用计算机系统时，首先接触的就是作业管理功能。

三、操作系统的分类

 1) 操作系统设计的原则：

 a)尽可能地提高系统效率；   b)  尽可能高的系统吞吐能力；   c) 尽可能快的系统响应时间；

2) 按设计原则，可把操作系统分为：多道批处理系统、分时系统、实时系统

 a) 多道批处理操作系统：按用户作业的类型不同分成若干批次，将不同的批次的作业都放在存储器中，每一批次的作业按顺序处理，如果当前程序需要输入和输出，就调用另一批次作业运行，从而提高处理机的利用率。

    i) 多道。系统可同时容纳多个作业。这些作业放在外存中，组成一个后备队列，系统按照一定的调度原则每次从后备作业队列中选取一个或多个作业进入内存运作。

    II) 成批。在系统运行过程中，不允许用户与其作业发生交互，即：作业一旦进入系统，用户就不能直接干预其作业的运作。

    缺点：不提供人机交互能力，给用户使用计算机带来不便。

 b) 分时操作系统：一台计算机可同时连接多个用户终端，每个用户在在自己的 终端上联机使用计算，好像自己独占机器一样。所谓的分时技术，就是把处理机的运行时间分成很短的时间片段，按时间片轮流吧处理机分配给各联机作业使用。

    i)多路行。若干用户同时使用一台计算机。微观上，是各个用户轮流使用计算机；从宏观上，各个用户并行工作。

    ii) 独立行。用户之间可相互独立操作，互不干扰。

    iii) 交互性。

    iv) 及时性。系统可对用户的输入及时作出响应。分时系统性能的主要指标之一是响应时间，它是指，从终端发出命令到系统予以应答所需的时间。

3)实时系统分为：实时控制系统、实时信息处理系统。主要特点如下：

  a)及时响应。每一个信息接收、分析处理和发送的过程必须在严格的时间限制内完成；

  b) 高可靠性。需要采取冗余措施措施，双机系统前后台工作。，也包括必要的保密措施等。