操作系统1————操作系统概述

操作系统1————操作系统概述

一. 目录

二.操作系统是什么

操作系统（Operating System,OS）是配置在计算机硬件的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。其作用是管理好这些设备，提高它们的利用率和系统的吞吐量，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，便于用户使用。OS是现代操作系统中最简单和最重要的系统软件。

下图为目前常见的操作系统：

三. 操作系统的作用

1.OS作为用户和计算机系统之间的接口。

这句话的含义就是：OS处于用户和计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统，或者说，用户在OS的帮助下能够方便，快捷，可靠的操作计算机硬件和运行自己的程序。

2.OS作为计算机系统资源的管理者

在计算机系统里，一共有四类资源：处理器，存储器，I/O设备，以及文件（数据和程序）。相应的OS的主要功能也是对这四类资源进行有效管理。处理机管理是对用于分配和控制处理机，存储器管理主要负责内存的分配和回收，I/O设备管理是负责IO设备的分配和回收。文件管理是用于实现对文件的存取，共享和保护。

3.OS实现了对计算机资源的抽象

在裸机中，用户如果想要对计算器进行操作，必须对物理接口的实现细节有充分的了解。但在操作系统中，用户并不需要关心具体的物理，而由操作系统来实现具体的操作细节，并向上讲操作设备抽象为一组数据结构以及一组操作命令。此时在用户眼里，看到的是一台比裸机功能更强，使用更方便的机器。

四.操作系统的基本特性

操作系统都具有4个基本特征，即并发，共享，虚拟，异步。

1.并发（Concurrenc）

在同一时间段内，运行多个程序，指向多个任务。从宏观上来说，操作系统中引入进程的目的就是使程序能够并发执行。

2.共享（Sharing）

资源共享，即操作系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使用，由于资源属性不同，多个进程对资源的共享方式也不同。可分为：互斥共享方式和同时访问方式。

互斥共享方式：一段时间内只允许一个进程访问该资源，如磁带机,打印机等。虽然可以供多个进程使用，但是为了打印或记录结果不造成混淆，应规定一段时间内只允许一个进程访问该资源。、

同时共享方式:某些资源，一段时间内是可以允许多个进程“同时”同时对他们进行访问，这个同时是宏观上的，在微观上可能是分时共享。

3.虚拟（Virtual）

把物理的一台设备变成逻辑上的多台设备。虚，可以理解为用户感觉上的。

4.异步（Asynchronism）

在多道环境下，允许多个程序并发执行。但由于资源有限，进程的执行不是一贯到底。而是走走停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步。

五.操作系统的功能

1.处理机管理功能

处理机管理最基本的功能就是处理中断事件。处理器只能发现中断事件并产生中断而不能进行处理。配置了操作系统后，就可以对各种事件进行处理。处理器管理的另一功能是处理器调度，处理器可能是一个，也可能是多个，不同类型的操作系统将针对不同的情况采取不同的调度策略。

处理机的分配和运行都是以进程为基本单位，因而对处理机的管理可归为对进程的管理、处理机的管理的主要功能有；创建和撤销进程，对诸进程的运行进行调度，实现进程之间的信息交换，以及按照一定的算法将处理机分配给进程。

2.存储器管理功能

储存器管理主要是指针对内存储器的管理.主要任务是:分配内存空间，保证各作业占用的储存空间不发生矛盾，并使各作业在自己所属存储区中不互相干扰。因此，储存器管理应具有内存的分配和回收，内存保护，地址的映射和内存扩充等功能。

3.设备管理功能

设备管理是指负责管理各种外围设备(外设)，包括分配，启动和故障处理等。主要任务是:当用户使用外部设备时，必须提出要求，待操作系统统一分配后方可使用。当用户的程序运行到需要使用某外设时，由操作系统负责驱动外设。操作系统还具有处理外设中断请求的能力。所以，设备管理应具有缓存管理，设备分配合设备处理及虚拟设备等功能。

4.文件管理

文件管理是指操作系统对信息资源的管理。在操作系统中，将负责存取的管理信息的部分称为文件系统。文件是在逻辑上具有完整意义的一组相关信息的有序集合，每个文件都有一个文件名。文件管理系统支持文件的存储，索引和修改等操作以及文件保护功能。操作系统一般都提供较强的文件的系统，有的还提供数据库系统来实现信息的管理工作。

文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理以方便用户使用，并保护文件的安全性。为此，文件管理应具有对文件存储的管理，目录管理，文件的读写管理，文件的共享和保护等功能。

5.作业管理

每个用户请求计算机系统完成的独立的操作称为作业。作业管理包括作业的输入和输出，作业的调度和控制。