计算机操作系统总结篇

目录：

   OS的一个宏观比喻
   计算机是如何工作的？OS是如何启动的？
   OS的目的和功能
   OS的发展
   OS的运行机制
   OS的特征
   OS的体系结构

OS的一个宏观比喻

进程管理—筷子—CPU
内存管理—圆桌—内存卡
文件管理—冰箱—磁盘
IO管理—门---外设
   我们可以将QQ、Google、LOL、网易云理解为一个个小人(进程)，他们生活在一个叫OS的房子里，他们生存(运行)需要就餐(文件)，然而只有一双筷子(CPU)，在一个人就餐的同时(运行)其他人就需要等待。他们的食物一般放在冰箱(磁盘)里储存，需要就餐的时候就需要通过门(IO设备)将食物从冰箱(磁盘)拿出来放在圆桌上(内存)。

计算机是如何工作的？OS是如何启动的？

计算机是如何工作的？
1.将程序和数据通过IO设备存入存储器中。
2.启动运行后，计算机从存储器中取出程序指令送到控制器去识别，分析该指令要做什么事。
3.控制器根据指令的含义发出相应的指令（如加法、减法），将存储单元中存储的数据取出并送往运算器进行运算，再把运算结果送往存储器指定的单元中。
4.当运算任务完成后，根据指令将运算结果通过IO设备输出。
OS是如何启动的？
计算机系统先是CPU加电然后到操作系统启动；
1.BIOS程序首先将存储设备的引导记录(Boot Record)引入内存，并执行引导记录中的引导程序(Boot)。
2.引导程序会将存储设备中的操作系统内核引入内存，并进入内核的入口点开始执行。
3.操作系统内核完成系统的初始化，并允许用户与操作系统进行交互。

OS的目的和功能

目的：OS是软件和硬件资源的管理者。
功能：对资源的管理和分配
对内存的管理、对CPU的管理、对磁盘的管理、对IO设备的管理。

用户下达一道命令，不用了解底层硬件如何实现，OS会帮我们实现。

OS的发展

无操作系统
——机器代替手工
单道批处理
——I/O交互时，CPU空闲；为了提高CPU利用率
多道批处理
——满足基本计算后，要求交互性，各个进程都要雨露均沾
分时系统
——虽然雨露均沾，但要求有效率输出，满足在一定时间要做完（比如军工，航天都要严格要求时间）
实时操作系统
——推动计算机网络的发展
网络操作系统
——在网络操作系统基础上，将功能分布在网络上，负载均衡
分布式操作系统
——走入千家万户，是一种通用操作系统
个人操作系统 win,Linux,Mac…

OS的运行机制

中断原理：

假设IO设备外接键盘，通过USB与电脑连接，按下键盘Q键，则中断线路会有一段脉冲，CPU相对应管脚检测到该脉冲表示有中断，会在8根线中读取二进制数据。
异常：
程序在运行的时候如果遇到不可预知的错误，比如1/0表示无限大，则程序会异常终止。

OS的特征

真并发：多核之间
假并发：同核内部
异步：并发+运行机制
虚拟数量：CPU复用
虚拟大小：虚拟内存
互斥访问：打印机
同时访问：只读资源

OS的体系结构

从总体上看，根据出现的时间，操作系统结构依次可以分为整体式结构、模块化结构、层次式结构和微内核结构。