操作系统
一：什么是操作系统
覆盖在硬件和操作软件中间的一个系统，和硬件部分相互作用，主要起一个承上启下的任务
二：资源的管理者
现代计算机支持多任务，多个应用程序共同使用计算机硬件资源，操作系统负责调配。
三：操作系统主要功能
1：处理机管理，任意时刻处理机只能执行一个程序流。
2：内存管理：多个程序使用内存的时候，如何分配，让他们互不干扰，用完之后，如何进行回收。逻辑地址到物理地址的转换。
内存分配：每道程序分配内存空间。静态：固定大小、动态：根据请求分配。
内存保护：操作系统内核空间不会被随意访问，保证系统安全和稳定，确定每个程序运行都在自己内存空间中运行。
地址映射：cup访问内存时，将逻辑地址（目标程序的地址）转化成物理地址（内存中单元地址）。
内存扩充：借助虚拟存储技术，从逻辑上扩充内存容量。
3：设备管理：完成接受用户的I/O（输入和输出）
4：文件管理：大量需要保存的信息以文件存储，他们一般存储在外存（硬盘）当中，操作系统通过文件管理程序完成对外存的操作。
四：操作系统的发展
时间上：
无操作系统（1945-1955），没有内存，没有操作系统，电子管
单道批处理系统（55-65），磁性存储设备，内外存增加，晶体管
特点：1：自动性、2：顺序性 3：单道性：内存之中只有一道作业。
多道程序系统， 早期：不具有交互功能，提交作业只能等待输出结果。中期：分时操作系统，多个用户可以同时通过不同的终端使用主机。实现了用户与主机的及时交互。
特点：1：多道性，多个作业，拍成队列、2：无序性：先进入不一定先处理。3：调度性：作业调度：从外存之中装入内存。进程调度：从内存中选择一个或几个在cpu上运行。
分时操作系统：允许多个用户通过终端同时使用计算机
多路、独立、及时、交互、
微机操作系统：第一个是Intel cp/m 用于intel 8080
实时操作系统：在规定的时间内计算出正确的结果，如果结果正确，超过了时间，最后的结果也错误。多用于医院等对时效要求比较高的地方
必须做到及时响应。多路性、独立性、交互性、可靠性
五：操作系统的特征
1：并发：指的是同一个时间间隔内发生，由于时间很短，造成并行的错觉
2：共享：资源可以供内存中多个并发程序共同使用。
3：虚拟：用某种技术将一个物理实体虚拟成逻辑上的对应物。
4：异步性：内存中每个程序，何时执行，暂停，都是位置的
六；操作系统的体系结构
软件体系结构:
七:指令
程序是指令的集合，程序的执行就是按照某种控制流执行指令的过程。
1：指令周期：分为取指周期（处理器在存储器中取一条指令）和执行周期（取到的指令放置在处理器的指令寄存器中）两个步骤。
进程管理
一：程序的执行
1：顺序执行
顺序、封闭、可在现
2：并发执行
多个程序在同一时间间隔之内，一个程序执行结束之前就可以运行其他程序。（任意时刻一个CPU上只有个一程序在执行）
间断、失去封闭性、不可再现性、
二：进程的定义
进程是并发执行的程序，在某个数据集合上的运行过程。
进程代表了程序的执行过程，是一个动态的实体。
进程的特征：
并发性：多个进程实体在一段时间间隔内同时运行。
动态性：进程是进程实体的执行过程
独立性：没有引入线程的操作系统中，进程是独立运行和资源调度的基本单位
异步性：时断时续
结构特征：正文、用户数据、进程控制块
三：进程控制块
1：定义
进程存在的表示是进程控制块，是操作系统最重要的数据结构
每个进程有唯一的进程控制块
2：进程控制块的信息 ---是一个复杂类型的变量
（1）进程标志符信息，用于唯一标识一个进程
（2）处理机状态信息
1）通用寄存器--用于暂存信息
2）指令计数器--PC
3）程序状态字PSW
4）用户栈指针
（3）进程的调度信息
（4）进程控制信息
3：进程的状态
新创建的进程为就绪态（1）就绪态---获得CPU就可以运行、（2）执行态---获得了CPU正在运行。 （3）阻塞态---获得资源后进入就绪态。
4：进程的组织
1：链接方式，将系统中具有相同状态的进程链接成一个队列
2：索引：根据所有进程状态建立索引表，每一个表项指向一个PCB（进程控制块）的物理块
3：进程队列：就绪队列和阻塞队列
四：进程的创建
下列情况创建新进程
1：用户登录、2：作业调度、3：提供服务、4：应用请求
在Linux系统中除了0号进程外，其他进程都是由其父进程创建的。被创建的叫做子进程，子进程可以用操作系统或者父进程获得资源。
执行可能：1二者并发执行，父进程等待，直到某个或全部子进程执行完毕、
地址空间：子进程共享父进程地址空间、子进程拥有独立的地址控件
创建步骤
1：申请空白PCB（进程控制块）
2：为进程分配资源
3：初始化PCB
4：将进程插入就绪队列
进程终止
进程正常执行完毕，请求操作系统删除
一个进程调用适当的系统调用终止另一个进程。
父进程终止子进程：1任务完成、2：子进程所用资源过多。3：父进程关闭。
主引导扇区：0柱面0磁道1扇区
五：操作系统的内核
1：操作系统内核的功能
支撑功能----中断处理、时钟管理、原语操作（不可中断）
资源管理功能：进程管理、存储器管理、设备管理
2：什么是中断
改变处理器执行指令顺序的一种事件，引入中断机制是CPU可以与其他设备并行工作，提高cpu运行效率
同步中断（内部）CPU控制单元产生一条指令终止后CPU才发生中断、异步中断（外部）其他硬件产生的，分为可屏蔽（I/O设备产生的psw、8259）和不可屏蔽的（硬件故障）。
3：中断响应
时钟机制
1：使用时钟限制一个用户进程在CPU连续执行的时间。
2：实时时钟和OS时钟，
系统调用
一群预先定义好的模块提供一条管道，让应用程序或者一般用户可以得到核心程序的服务。系统调用是系统程序和用户程序之间的接口，系统调用运行在系统态。
类型：进程类型、文件操作、设备管理、通信类、信息维护类型
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