操作系统——操作系统概论s

一、操作系统基本概念

1 操作系统定义

        操作系统是裸机上的第一层软件，它是对硬件系统功能的首次扩充， 用以填补人与机器之间的鸿沟。

OS定义：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源，有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。

• ①操作系统是系统软件（程序集合）
• ②基本职能是控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行
• ③提供众多服务，方便用户使用，扩充硬件功能

2 操作系统的功能和目标——资源的管理者

CPU:

• 处理机（CPU）分配
• 处理机调度、切换等管理

内存:

• 主要负责内存的分配与回收

文件（程序和数据）:

• 实现对文件的存取、共享和保护 

I/O设备:

• 负责I/O设备的分配(回收)与操纵

3 操作系统的功能和目标——向上层提供方便易用的服务

        给普通用户：

• 联机机命令接口：用户说一句，系统跟着做一句。
• 脱机命令接口：用户说一堆，系统做一堆。

         给程序员：

• 程序接口：又称系统调用，有的也叫广义指令。
• 系统调用时应用程序请求操作系统服务的唯一方式。

 4 操作系统的功能和目标——作为最接近硬件的层次

二、操作系统的基本特征

1 并发

• 并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
• “并发”和“并行”的区别：引入进程概念 传统的程序不适合并发执行。

单核CPU同一时刻只能执行一个程序，各个程序只能并发地执行

多核CPU同一时刻可以同时执行多个程序，多个程序可以并行地执行

2 共享 

共享资源类型：

• 临界资源：在一段时间内，只允许一个进程访问
• 非临界资源：在一段时间内，允许多个进程访问

共享方式：

• 互斥共享：对临界资源的访问 如：打印机
• 同时访问方式：对非临界资源的访问 如：磁盘

所谓同时，往往时宏观上的，在微观上这些进程可能是交替地对该资源进行访问的（分时共享）。

3 虚拟

通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。

时分复用技术 ：

•         虚拟处理机技术 VMware 
•         虚拟设备技术、虚拟打印机、spooling技术

空分复用技术：

• 虚拟内存、虚拟磁盘

4 异步

        由于资源有限，进程的执行不是一贯到底的， 而是走走停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。

只有系统拥有并发性，才有 可能导致异步性。

三、操作系统发展史

 四、操作系统的运行机制

特权指令：

        不允许用户直接使用的命令。

非特权指令：

        用户程序中所使用的命令。