一、 操作系统 ☞ 操作系统概述

1、操作系统（Operating System）： 是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配，以提供给用户和其他软件方便的接口和环境的程序集合。

2、操作系统的特征：并发、共享（最基本的两个特征）、虚拟、异步

3、操作系统的功能：

    处理机管理：（以进程为基本单位）进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度

    存储器管理、文件管理、设备管理

    向用户提供接口：

     （作为用户与计算机硬件系统之间的接口）程序接口

       命令接口：联机命令接口、脱机命令接口

       程序接口：由一组系统调用命令组成

   当下最流行的是图形用户界面（GUI）即图形接口，是通过调用程序接口实现的，严格的说并不属于操作系统的一部分，但是其调用的系统调用命令是属于操作系统的一部分。

用来扩充机器：把覆盖了软件的机器称为扩充机器·，又称为虚拟机（装上了软件的操作系统）

4、操作系统的发展：

（1）从手工操作阶段（无操作系统）到批处理阶段（操作系统开始出现）

    批处理阶段：单道批处理系统、

    多道批处理系统，多道程序设计的特点：多道、宏观上并行、微观上串行

（2）从分时操作系统（实现人机交互的系统）到实时操作系统

    分时系统系统最关键的问题是如何使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令。

    实时操作系统的主要特点是及时性和可靠性。

（3）再到网络操作系统、到分布式计算机系统

    网络操作系统是将计算机网络中的各台计算机有机地结合起来，实现各个计算机之间的互相传送数据，最主要的特点是：网络中的各种资源共享以及各台计算机之间的通信。

    分布式计算机系统是由多台计算机组成，系统中任意两台计算机通过通信方式交换信息，每一台计算机都具有同等的地位，系统中的任意若干台计算机都可以构成一个子系统，。

    但分布式计算机本质上是：若干台计算机相互协同完成同一任务。

5、操作系统的运行机制：引入核心态和用户态

    通常CPU执行两种程序，操作系统内核程序、用户自编程序（或系统外的应用程序）。前者是后者的管理者。有时候会出于安全问题禁止后者的程序运行。

6、大多数操作系统内核包括：

    时钟管理：（计时，还可利用时钟中断实现进程切换，如Java的sleep()方法 ）、

    中断机制：（转移控制权到相关的处理程序，负责保护和恢复中断现场）、

    原语：（底层可被调用的公用小程序）、

    系统控制的数据结构及处理：（为了一些常规管理而事先定义好的基本操作）

    所以，核心态主要包括：系统调用类指令、一些针对时钟、中断和原语的指令

7、中断：可以实现在程序并未使用某种资源时，把它对那种资源的占有权释放

    只有进入中断/异常，用户程序才可以使用核心态的功能。所以到底中断是什么？

    中断也称外中断，一般是当前程序已经执行完毕的一种信号，希望执行下一个程序

    异常也称内中断，主要是一些程序等等的故障，导致当前的程序也无法正常完成

8、操作系统的运行环境：

    用户进程执行->中断、进入核心态（运行中依赖底层管理程序）->回到用户态（需要调用一种特权命令）

9、微内核：

    将内核中的最基本的功能保留在内核，而将那些不需要在核心态执行的功能移到用户态执行，从而降低了内核的设计复杂性。一般来说，内核的服务越少，内核越稳定。