2. 操作系统结构（operating-system structures）

操作系统的服务

1. 最顶层是user interfaces

• 主要是gui，batch，command line
• 给用户使用操作系统

2. 第二层是system calls（系统调用）

• 给程序员来使用，调用一些接口

3. 第三层是service

• program execution:应用程序
• I/O operations：一些io设备
• file systems：以文件方式去存储，存储到存储设备中
• communication：程序之间的通信
• resource allocation：资源分配，经过操作系统
• accounting：记账
• error detection：
• protection and security：防止恶意代码

为用户

• Almost all operating system have a user interface(UI),It offers a way for users to interface（交互） with OS.
  • CLI(Command Line Interface)
    • command interpreter(shell)
    • interpreter(解释器)
  • GUI（Graphic User Interface）
    • A user friendly graphical user interface.
  • Batch
    • It is file which contains commands(命令) and directives(指示).
      • 一些常用命令：cd ls mkdir touch
      • 使用ls -l，可以看到属性，是否为文件，drwxr-xr-x(d表示这个是一个文件)
        
      • batch文件
        

为程序员

1. 系统调用（system calls）提供了访问和使用操作系统所提供的服务接口

• 系统调用的实现代码是操作系统级的
• 这个接口通常是面向程序员的

2. API（Application Programming Interface）:指名了参数和返回值的一组函数。

• 应用程序App的开发人员通过透过API间接访问了系统调用
• api不是系统调用。
  

3. 双重模式 :

• 计算机系统上有一个专门的硬件
  • 用户模式(user mode):执行用户代码
  • 内核模式(kernel mode):执行操作系统代码
• 在不同模式上，可以执行的代码权限不同，特权指令，确保操作系统可以正常运行。
• 系统调用运行在kernel mode
• 应用程序运行在user mode下

4. 系统调用实现机制

• 每一个系统调用都有一个唯一的数学编号，被称为系统调用号
• 用户代码调用API时，API中会向系统调用接口指明其所要用的系统调用号，操作系统内核中会维护一张索引表，依据这个调用号可以检索到系统调用代码在内核中的位置。

操作系统的构建方式

1. 操作系统的设计思路

• 设计目标
  • 用户目标（user goal）
  • 系统目标（system goal）
• 机制与策略的分离
  • 机制（mechanism）：如何做
  • 策略（policy）：做什么
  • 通过分离机制和策略，系统设计者可以独立地修改策略而不需要重新设计机制，这样可以在不同的环境和需求下复用相同的机制。这种分离使得系统更加模块化，易于理解和维护。同时，这也允许在不同的实现中应用相同的策略，或者在相同的框架下实验不同的策略。

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