操作系统原理(序)

定义

  • 用户角度上,操作系统是一个控制软件
    • 管理应用程序、杀死应用程序
    • 为应用程序提供API服务接口
    • 管理各种硬件资源,例如U盘、网盘、键盘等
  • 对内部管理而言
    • 管理外设(程序与硬件的衔接)
    • 管理分配资源(CPU、内存等程序共享资源,程序调度)

全局内容

基本概念及原理 中断及系统调用 内存管理 进程及线程 调度 同步 文件系统 I/O子系统

操作系统的层次架构-“硬件之上,应用程序之下”

是连接硬件和软件的中间桥梁,它由机器指令和广义指令组成。

(1)机器指令:指的是CPU能够直接识别并执行的指令。
(2)广义指令:是指系统定义和解释的软件指令。

kernel-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

OS kernel 的特征

  • 并发:一段时间内,有多个程序可以同时运行,需要OS管理和调度
  • 并行:一个时间点,(多个CPU)
  • 共享:分时访问,互斥共享
  • 虚拟:利用多道程序设计技术,让每个用户觉得有一个计算机为他服务
  • 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,但是只要运行环境相同,OS需要保证程序运行的结果相同。

操作系统的历史

  • 早期计算机使用纸带传输程序和数据,OS只起到加载作用
  • CPU等硬件快速发展,计算机速度得到提升,性能为得到充分利用,成批/离线处理
  • 内存的容量越来越大,CPU执行多个程序,多道程序设计 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。分时调度
  • 网络的快速发展,出现了分布式的OS。松、紧耦合系统