操作系统笔记1

OS概念

1. 负责管理协调硬件，软件等计算机资源的工作
2. 为上层用户，应用程序提供简单易用的服务
3. 是一种系统软件

OS 功能和目标

1. 资源的管理者
   • 处理机管理 如：管理CPU调度
   • 存储器管理 如：执行程序，需要将数据导入到内存
   • 文件管理 如：文件夹与文件存储
   • 设备管理 如：控制音响设备
2. 向上层提供服务
   • 给普通用户的
     1. GUI 用户图形界面
     2. 命令接口
        • 联机命令接口 如：终端使用指令
        • 脱机命令接口 如：bat 文件批量处理
   • 给软件/程序员的
     1. 程序接口
        - 即系统调用
3. 对硬件的拓展
   • 扩充机器 如：将cpu , 内存，外存协调起来运行复杂功能 ， 即将裸机的设备协调起来

OS 操作系统的四个特征

1. 并发
   • 定义：两个或多个事件在同一时间间隔内发生，这些事件宏观上是同时发生的，但是微观上是交替发生的。
   • 另外一个概念，并行：两个或多个事件在同一时刻同时发生。
   • 注意：
     • 单核CPU 同一时刻只能执行一个程序，各个程序并发执行
     • 多核CPU 同一时刻可以执行多个程序，多个程序可以并行执行 ， 如：4核CPU可以同时执行4个进程
2. 共享
   • 互斥共享方式 即某些系统资源，可以提供给多个进程使用，但同一时间段内只允许一个进程访问该资源
     比如：摄像头，微信在视频电话，QQ就不能视频电话，只能串行。
   • 同时共享方式 即某些系统资源，同一时间段内允许多个进程对它们进行同时访问。
     比如：电脑音响，可以同时播放多个进程的声音，宏观是通过播放，微观上是交替播放的。
     注意：此处不是并行，而是并发。
3. 虚拟
   • 空分复用技术
   • 时分复用技术 (并发 , 交题执行)
4. 异步
   • 异步 多道程序可以并发执行，由于资源有限，执行往往是走走停停的，以不可预知的速度前进。
     具体来说，执行不是串行的，而是交题执行的。比如下载应用，可以同时下载，即交替执行下载。

OS 的发展和分类

1. 手工操作阶段
   
   • 缺点：用户独占全机，人机速度矛盾导致资源利用率极低
2. 批处理阶段 -- 单道批处理系统
   
   • 缺点：CPU 有大量时间是在空闲等待I/O，资源利用率依然比较低
3. 批处理阶段 -- 多道批处理系统
   
   • 缺点：用户响应时间长，没有人机交互功能
4. 分时操作系统
   
   • 特点：计算机以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务，用户可以利用终端和计算机交互
   • 缺点：不能优先处理紧急任务
5. 实时操作系统
   • 硬实时操作系统 必须在严格的规定时间内完成处理
   • 软实时操作系统 能接受偶尔的违反时间规定
   • 优点：能优先处理紧急任务