作業系統（1）
- 作業系統的概念、功能和目標
- 作業系統的四個特征
- 作業系統的發展和分類
- 作業系統的運行機制、體系結構
- 中斷和例外
- 系統呼叫
作業系統的概念、功能和目標
-
作業系統作為系統資源的管理者，他提供的功能主要有四大類：
處理機管理（cpu）、存盤器管理（記憶體）、檔案管理、設備管理
目標：安全和高效 -
作業系統作為硬體和計算機硬體之間的介面，他提供的功能有：命令介面、程式介面和圖形用戶界面（GUI）
目標：方便用戶使用 -
作業系統作為最接近硬體的層次，他提供的功能和目標：實作對硬體機器的拓展（擴充機器）
作業系統的四個特征
- 特征：并發、共享、虛擬、異步
- 并發：通過在短時間內快速的交替執行不同的程式而在宏觀上達到同時執行的效果，
- 并發和并行的區別：并發本質上還是多個程式交替的執行，并行是指多個程式同時執行
- 共享：共享和并發是作業系統的兩個最基本的特征，二者互為存在條件
- 共享分為互斥共享方式（例如：攝像頭設備的共享）和同時共享方式（例如：硬碟資源的共享）
- 虛擬：虛擬是指把一個物理上的物體變為若干個邏輯上的對應物，物理物體是實際存在的，而邏輯上對應物是用戶感受到的，（例如：時分復用技術），
- 虛擬技術包括空分復用技術（例如：虛擬存盤技術）和時分復用技術（例如：虛擬處理器技術），
- 異步：在多道程式環境下，允許多個程式并發執行，單由于資源有限，行程的執行不是一貫到底的，而是走走停停，以不可預知的速度向前推進，這就是行程的異步性，
作業系統的發展和分類
- 手工作業系統，缺點：機器速度很快，但人工操作太慢，導致人機速度矛盾，
- 批處理階段
- 單道批處理系統
- 優點：環節人機速度矛盾
- 缺點：資源利用率依舊很低
- 多道批處理系統（作業系統從這時期才開始出現）
- 優點：多道程式并發執行，資源利用率高
- 缺點：不提供人機互動功能
- 單道批處理系統
- 分時作業系統
- 優點：提供人機互動功能
- 缺點：不能優先處理緊急任務
- 實時作業系統：可以優先處理緊急任務
- 硬實時作業系統：必須在絕對嚴格的規定時間內完成處理
- 軟實時作業系統：能接受偶爾違反時間規定
- 網路作業系統
- 分布式作業系統
- 個人計算機作業系統
作業系統的運行機制、體系結構
- 運行機制
- 指令：特權指令和非特權指令
- 處理器狀態：核心態（管態）和用戶態（目態）
- 程式：內核程式和應用程式
- 作業系統內核
- 時鐘管理
- 中斷處理
- 原語（具有原子性）
- 對系統資源管理的功能
- 作業系統內核的體系結構分為：大內核和微內核
- 大內核的功能：包括對系統資源進行管理的功能和微內核的功能
- 微內核的功能：始終管理、中斷處理、原語（設備驅動、cpu切換等功能）
中斷和例外
- 中斷的本質：發生中斷就意味著需要作業系統介入，開展管理
- 從信號來緣分，可將中斷分為內中斷和外中斷
- 內中斷信號來自cpu內部，與當前執行的指令有關，內中斷也成為例外、例外、陷入
- 外中斷信號來自cpu外部，與當前執行的指令無關
系統呼叫
作業系統提供了保護機制，防止應用程式直接呼叫作業系統的程序，從而避免了系統的不安全性，但另一方面，應用程式又必須取得作業系統所提供的服務，否則，應用程式幾乎無法作任何有價值的事情，甚至無法運行，為此，在作業系統中提供了系統呼叫，使應用程式可以通過系統呼叫的方法，間接呼叫作業系統的相關程序，取得相應的服務，
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/246840.html
標籤：其他
上一篇：LTE物理層