一.操作系统的特性
1.并发性
在多道程序环境下,并发性是指在一段时间内,宏观上有多个程序同时运行,但实际上在单CPU的运行环境,每一个时刻只有一个程序在执行。
因此,从微观上来说,各个程序是交替、轮流执行的,如果计算机系统中有多个 CPU,则可将多个程序分配到不同 CPU 上实现并行运行。
2.共享性
共享是指操作系统中的资源(包括硬件资源和信息资源)可以被多个并发执行的进程(线程)共同使用,而不是被一个进程所独占。
3.不确定性
但由于资源有限,在多数情况下进程的执行不是一贯到底的,而是“走走停停”。例如一个进程,在 CPU上运行一段时间后,由于等待资源或某事件发生,它被暂停执行,将 CPU 转让给另一个进程执行。
系统中的进程何时执行,何时暂停,以什么样的速度向前推进,进程总共要花多少时间执行才能完成,这些都是不可预知的。
二.操作系统分类
1.批处理操作系统
分为单道批处理系统和多道批处理系统。
2.分时操作系统
在分时操作系统中,一个计算机系统与多个终端设备连接。分时操作系统是将 CPU 的工作时间划分为许多很短的时间片,轮流为各个终端的用户服务。
3.实时操作系统
实时操作系统又可以叫做实时嵌入式操作系统(拥有嵌入式操作系统的所有特点),其中实时是指计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行处理,并在被控对象允许的时间范围内做出快速响应。
实时系统对交互能力要求不高,但要求可靠性有保障。实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统。
4.嵌入式操作系统
嵌入式操作系统特点:(1) 微型化、(2) 代码质量高、(3) 专业化、(4) 实时性强、(5) 可裁减、可配置,注意通用性不是其特点。
5.网络操作系统
网络操作系统是使联网计算机能方便而有效地共享网络资源,为网络用户提供各种服务的软件和有关协议的集合。
6.分布式操作系统
分布式计算机系统是由多个分散的计算机经连接而成的计算机系统,系统中的计算机无主次之分,任意两台计算机可以通过通信交换信息。
7.微型计算机操作系统
微型计算机操作系统简称微机操作系统,常用的有 Windows、Mac OS、Linux。
8.微内核操作系统
现代操作系统大多拥有两种工作状态,分别是核心态和用户态。一般应用程序工作在用户态,而内核模块和最基本的操作系统核心工作在核心态。
将传统的操作系统代码放置到更高层,从操作系统中去掉尽可能多的东西,而只留下最小的核心(增强了系统的可靠性和可移植性,消息传递机制很好的提供了微内核系统对分布式系统的支持,
它系统结构清晰,有利于协作开发,拥有良好的伸缩性和扩展性,其缺点是通讯成本较高,微内核系统运行效率低于传统系统),称之为微内核。(C/S结构)
鸿蒙系统:微内核
宏内核(单体内核):unix,linux
混合内核:windows
三.进程管理
1.前趋图与PV操作
P操作:申请并占用资源,S=S-1,若S>=0,则执行P操作的进程继续执行;若S<0,则置该进程为阻塞状态 (因为无可用资源),并将其插入阻塞队列。可认为是加锁操作。
V操作:释放资源,S=S+1,若S>0,则执行V操作的进程继续执行:若S<=0,则从阻塞状态唤醒一个进程,并将其插入就绪队列(此时因为缺少资源被P操作阻塞的进程可以继续执行),然后执行V操作的进程继续。可认为解锁操作。
2.死锁
死锁资源计算:系统内有n个进程,每个进程都需要R个资源,那么其发生死锁的最大资源数为n*(R-1)。其不发生死锁的最小资源数为n*(R-1)+1。
3.进程的三态图
三态图之间的状态转换就是PV操作来控制的。
系统中资源一般分为:
CPU资源: 有 无 无 (分别对应于运行、就绪和阻塞状态)
非CPU资源:有 有 无
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