初入操作系统——操作系统概述
目 录
- 什么是操作系统
- 操作系统的功能：
- 操作系统层次结构
- 操作系统的特征
- 操作系统的历史
- 多道批处理特点
- 分时系统
- 操作系统的结构
什么是操作系统
操作系统的功能：
用户角度上
- 操作系统是一个控制软件
- 管理应用程序
- 为应用程序提供服务
- 杀死应用程序
对于内部管理的对象
- 资源管理
- 管理外设、分配资源
可以看出，操作系统是一个管理的角度，来给底层的应用程序，底层硬件提供管理控制服务的功能。
操作系统把
CPU 抽象成 进程
磁盘 抽象成 文件
内存 抽象成 地址空间
操作系统层次结构
硬件之上，应用程序之下
kernel（内核）-操作系统内部组件，包括：
- CPU调度器
- 物理内存管理
- 虚拟内存管理
- 文件系统管理
- 中断处理与设备驱动
操作系统的特征
OS Kernel的特征：
- 并发
计算机系统中同时存在多个运行的程序，需要OS管理和调度 - 共享
“同时”访问
互斥共享 - 虚拟
就是前面的抽象成
利用多道程序设计技术，让每个用户都觉得有一个计算机专门为他服务 - 异步
程序的执行不是一贯到底，而是走走停停，向前推进的速度不可预知
但只要运行环境相同，OS需要保证程序运行的结果也要相同
操作系统的历史
1）真空管时代：无操作系统
2）晶体管时代：单道批处理系统：把一批作业以脱机输入方式输入到磁带/磁鼓，利用磁带或磁盘把任务分类编成作业顺序执行，每批作业由专门监督程序自动依次处理
3）（顺序性、单道行、自动性）
4）集成电路时代：多道程序设计
5）大规模和超大规模集成电路时代：分时系统
6）巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化发展：实时系统、嵌入式系统、并行系统、分布式系统
为了更好的利用计算机资源，并且更好的和用户交互，出现了分时系统。
多道批处理特点
多道性、无序性、调度性
优点：
- 资源利用率高：CPU、内存、I/O设备；
- 系统吞吐量大
缺点：
- 无交互能力，用户响应时间长；
- 作业平均周转时间长
分时系统
定义：使一台计算机同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。把计算机与许多终端用户连接起来，分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔，轮流地切换给各终端用户的程序使用。由于时间间隔很短，每个用户的感觉就像他独占计算机一样。
时间片 ：是把计算机的系统资源（尤其是 CPU时间）进行时间上的分割，每个时间段称为一个时间片
3）分时技术：把CPU的响应时间分为若干（相等或不等）时间片
特点：
- 交互性：用户与系统进行人机对话。
- 多路性：多用户同时在各自终端上使用同一CPU。
- 独立性：用户可彼此独立操作，互不干扰，互不混淆。
- 及时性：用户在短时间内可得到系统的及时回答。
操作系统的结构
简单的操作系统：
MS-DOS 不分模块的单体内核 (内部通过函数调用访问,缺点，复杂，紧耦合，易受攻击)微内核设计
尽可能把内核功能移植到用户空间
缺点是性能低。外核（渐渐开始听不懂(Ｔ▽Ｔ) ）
内核分为两块，一块负责和硬件打交道，完成硬件功能的复制。
另一部分和具体 应用打交道。虚拟机
特点：跑在传统OS下
VMs(虚拟机) 之下的 VMM(虚拟机监视器)才是硬件。物理机硬件，多操作系统共享硬件资源。
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