操作系统复习（一）

操作系统的定义：

操作系统是一组用于控制和管理计算机系统硬件和软件资源、合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序集合。

操作系统的地位：

操作系统是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的基础。它是整个系统的控制管理中心，既管硬件，又管软件，它为其它软件提供运行环境。

操作系统的基本特征：

一、并发：是指两个或者多个活动在同一给定的时间间隔中进行。

二、共享：是指计算机系统中的资源被多个进程所共用。

三、异步：进程以不可预知的速度向前推进。

四、虚拟：把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。

最基本的特征：并发、共享（两者互为存在条件）

操作系统的主要功能：

一、处理机管理

主要功能包括进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度等。

二、存储器管理

主要包括内存分配、地址映射、内存保护与共享和内存扩充等功能。

三、文件管理

包括文件存储控件的管理、目录管理及文件读写管理和保护等。

四、设备管理

主要包括缓冲管理、设备分配、设备处理和虚拟设备等功能。

操作系统的发展：

一、手工操作阶段（此阶段无操作系统）

缺点：人机速度矛盾不匹配

二、批处理阶段（操作系统开始出现）

（一）单道批处理阶段

（二）多道批处理阶段（操作系统正式诞生）

目的：提高系统资源的利用率

优点：多道程序并发执行，资源利用率高

缺点：不提供人机交互能力（缺少交互性）

三、分时操作系统（不可以插队，有了人机交互）

优点：提供人机交互（交互性）

缺点：不能优先处理紧急事务

四、实时操作系统（可以插队）

优点：能优先处理紧急任务

（一）硬实时系统：必须在被控制对象规定时间内完成（比如：火箭发射）

（二）软实时系统：可以宽松一点（比如：订票）

从可靠性看实时操作系统更强，从交互性看分时操作系统更强

其他知识点：

一、两种指令：

特权指令：不允许用户程序使用（只允许操作系统使用）。如IO指令、置中断指令。

非特权指令：普通的运算指令。

二、两种程序：

内核程序：系统的管理者，可执行一切指令、运行在核心态。

应用程序：普通用户程序只能执行非特权指令，运行在用户态。

三、处理机状态：

用户态（目态）：CPU只能执行非特权指令。

核心态（又称管态、内核态）：可以执行所有指令。

用户态->核心态：通过中断（是硬件完成的）

核心态->用户态：特权指令psw的标志位 0用户态 1核心态

四、原语

处于操作系统的最低层，是最接近硬件的部分。

这些程序的运性具有原子性，其操作只能一气呵成。

这些程序的运行时间都较短，而且调用频繁。

五、中断和异常

（一）内中断（异常，信号来自内部）

1、自愿中断——指令中断

2、强迫中断——硬件中断、软件中断

（二）外中断（中断，信号来自外部）

分为两部分，分别为外设请求、人工干预 

六、系统调用

系统给程序员（应用程序）提供的唯一接口，可获得OS的服务。在用户态发生，核心态处理。

七、体系结构

大内核、微内核

参考链接：https://www.bilibili.com/video/BV1xZ4y1r74y/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.16