操作系統復習(一)
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
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