一縷半夏微光

操作系統的定義：

操作系統是一組用于控制和管理計算機系統硬件和軟件資源、合理地對各類作業進行調度，以及方便用戶使用的程序集合。

操作系統的地位：

操作系統是裸機之上的第一層軟件，是建立其他所有軟件的基礎。它是整個系統的控制管理中心，既管硬件，又管軟件，它為其它軟件提供運行環境。

操作系統的基本特征：

一、并發：是指兩個或者多個活動在同一給定的時間間隔中進行。

二、共享：是指計算機系統中的資源被多個進程所共用。

三、異步：進程以不可預知的速度向前推進。

四、虛擬：把一個物理上的實體變為若干個邏輯上的對應物。

最基本的特征：并發、共享（兩者互為存在條件）

操作系統的主要功能：

一、處理機管理

主要功能包括進程控制、進程同步、進程通信、死鎖處理、處理機調度等。

二、存儲器管理

主要包括內存分配、地址映射、內存保護與共享和內存擴充等功能。

三、文件管理

包括文件存儲控件的管理、目錄管理及文件讀寫管理和保護等。

四、設備管理

主要包括緩沖管理、設備分配、設備處理和虛擬設備等功能。

操作系統的發展：

一、手工操作階段（此階段無操作系統）

缺點：人機速度矛盾不匹配

二、批處理階段（操作系統開始出現）

（一）單道批處理階段

（二）多道批處理階段（操作系統正式誕生）

目的：提高系統資源的利用率

優點：多道程序并發執行，資源利用率高

缺點：不提供人機交互能力（缺少交互性）

三、分時操作系統（不可以插隊，有了人機交互）

優點：提供人機交互（交互性）

缺點：不能優先處理緊急事務

四、實時操作系統（可以插隊）

優點：能優先處理緊急任務

（一）硬實時系統：必須在被控制對象規定時間內完成（比如：火箭發射）

（二）軟實時系統：可以寬松一點（比如：訂票）

從可靠性看實時操作系統更強，從交互性看分時操作系統更強

其他知識點：

一、兩種指令：

特權指令：不允許用戶程序使用（只允許操作系統使用）。如IO指令、置中斷指令。

非特權指令：普通的運算指令。

二、兩種程序：

內核程序：系統的管理者，可執行一切指令、運行在核心態。

應用程序：普通用戶程序只能執行非特權指令，運行在用戶態。

三、處理機狀態：

用戶態（目態）：CPU只能執行非特權指令。

核心態（又稱管態、內核態）：可以執行所有指令。

用戶態->核心態：通過中斷（是硬件完成的）

核心態->用戶態：特權指令psw的標志位 0用戶態 1核心態

四、原語

處于操作系統的最低層，是最接近硬件的部分。

這些程序的運性具有原子性，其操作只能一氣呵成。

這些程序的運行時間都較短，而且調用頻繁。

五、中斷和異常

（一）內中斷（異常，信號來自內部）

1、自愿中斷——指令中斷

2、強迫中斷——硬件中斷、軟件中斷

（二）外中斷（中斷，信號來自外部）

分為兩部分，分別為外設請求、人工干預 

六、系統調用

系統給程序員（應用程序）提供的唯一接口，可獲得OS的服務。在用戶態發生，核心態處理。

七、體系結構

大內核、微內核

參考鏈接：https://www.bilibili.com/video/BV1xZ4y1r74y/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.16