操作系统概论-01
1.1引论
计算机系统包括 计算机硬件 计算机软件
计算机硬件由 cpu 存储器(主存储器和辅助存储器) 输入输出控制系统和各种输入设备(键盘鼠标显示器打印机)组成
输入输出控制系统管理外围设备和主存储器之间的信息传递
1.1.2计算机软件-系统软件(最靠近软件的,操作系统,编译程序)-支撑软件(软件接口,软件开发工具和环境)-应用软件 (特定领域的软件)
1.2操作系统
1.2.1操作系统:管理计算机系统资源,控制程序执行,改善人机界面和为应用软件做支持的的一种系统软件
1.2.2操作系统的作用:1 管理计算机系统的资源:硬件资源(中央处理器,主存储器,各种外围设备) 软件资源(程序,数据)
2 为用户提供方便的接口
3扩充硬件的功能。提高效率便于使用
1.2.3操作系统的功能:处理器管理,存储管理,文件管理和设备管理
1.3 操作系统的基本类型
1.3.1 批处理操作系统,多道批处理系统提高了计算机系统的资源使用效率,但作业执行时用户不能直接干预作业的执行
当作业执行中发现出错,由操作系统通知用户重新修改后再次装入执行
1.3.2分时操作系统 在分时系统控制下,用户在终端设备上可以直接输入,调试运行自己的程序,能直接修改程序的错误,并且直接获得结果
1.3.3 实时操作系统 实时操作系首先考虑系统的实时性和可靠性,其次才考虑系统的效率
1.4操作系统的发展
1.4.1单用户微机操作系统:每次只允许一个人用户使用计算机
1.4.2网络操作系统:把为计算机网络配置的操作系统称为网络操作系统
网络操作系统把计算机网络中各计算机系统有机的联合起来,为用户提供统一经济有效的使用各台计算机系统的方法,可以使计算机直线
相互传递数据,主要功能:实现各台计算机系统之间的通信以及网络中各种资源共享
1.4.3分布式操作系统:为分布式计算机系统配置的操作系统称为分布式操作系统
统一性:用户使用分布式系统就像使用一个单一的计算机系统
透明性:用户使用分布式操作系统不知道系统资源的所在位置,也不知道是哪台计算机为他服务,更不知道系统中是否还有其他用户在
竞争资源
1.4.4嵌入式操作系统:
嵌入式计算机系统:计算机硬件不再以物理上独立的装置形式出现,而是大部分或全部都隐藏在各种应用系统中
嵌入式操作系统:运行在嵌入式计算机系统中对各种部件,装置,等资源进行统一协调,处理和控制的系统软件
1.5 处理器的工作状态
1.5.1 特权指令
Cpu指令分为,特权指令和非特权指令。不允许用户程序执行的指令称为特权指令,其余则是非特权指令
1.5.2 管态和目态
为避免用户程序错误使用特权指令,当处理器处于目态的时候,不允许执行特权指令,当处理器处于管态时,可执行包括特权指令在内的一切指令
操作系统占用cpu的时候 应处于管态,用户进程占用cpu的时候应处于目态
当cpu在目态工作,却收到了一个特权指令,此时中央处理器拒绝执行该指令,并且形成一个 程序使用非法指令的信号 硬件的中断装置识别信号暂停该用户进程的执行,并且转交给操作系统去处理。
1.5.3 程序状态字
让cpu确定程序是目态还是管态执行,保证交通地为各个程序服务时 不错差错。
程序状态字 psw 控制指令执行顺序并且保留和指示程序有关的系统状态,由三部分组成
(1)程序的基本状态-
指令地址==下一条指令的存放地址
条件码==指出指令执行结果的特征
管态还是目态
等待还是计算
(2)中断码
保存程序执行时当前发生的中断事件
(3)中断屏蔽位
指出程序执行中发生的中断事件时,要不要响应出现的中断事件
在单处理器的计算机系统中,整个系统设置当前存放psw的位置的寄存器,该寄存器称为程序状态字寄存器
1.6 操作系统和用户接口
操作系统提供两类使用接口 程序员接口和操作员接口。
程序员接口:是指的一组系统功能调用
操作员接口:是指一组操作控制命令
1.6.1 系统功能调用:
操作系统提供很多子程序,供用户程序执行中调用,这些由操作系统提供的子程序称之为系统调用
1.6.2 操作控制命令:
操作系统提供了让联机用户表示作业执行步骤的手段:操作控制命令