OS

操作系统 第一章 计算机系统概述 1.1 操作系统 1.1.1 操作系统的概念和功能 概念 操作系统（Operating System， OS）是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配；以提供给用户和其他软件方便的接口和环境；它是计算机系统中最基本的系统软件。 功能和目标 ①操作系统是系统资源的管理者 ②向上层提供方便易用的服务 封装思想：操作系统把一些丑陋的硬件功能封装成简单易用的服务，使用户能更方便地使用计算机，用户无需关心底层硬件的原理，只需要对操作系统发出命令即可。 GUI：图形化用户接口（Graphical User Interface） 用户可以使用形象的图形界面进行操作，而不再需要记忆复杂的命令、参数。 例子：在Windows 操作系统中，删除一个文件只需要把文件“拖拽”到回收站即可。 联机命令接口=交互式命令接口：用户说一句，系统跟着做一句 脱机命令接口=批处理命令接口：用户说一堆，系统跟着做一堆 程序接口：可以在程序中进行系统调用来使用程序接口。普通用户不能直接使用程序接口，只能通过程序代码间接使用。 如：写C语言“Hello world”程序时，在printf 函数的底层就使用到了操作系统提供的显式相关的“系统调用” ③是最接近硬件的一层软件 需要实现对硬件机器的拓展 没有任何软件支持的计算机称为裸机。在裸机上安装的操作系统， 可以提供资源管理功能和方便用户的服务功能，将裸机改造成功能 更强、使用更方便的机器 通常把覆盖了软件的机器成为扩充机器，又称之为虚拟机 1.1.2 操作系统的特征 基本特征 并发、共享、虚拟、异步 并发 两个或者多个事件在同一时间间隔内发生 使得系统具有处理和调度多个程序同时执行的能力 操作系统的并发是通过分时实现的 注意：并发是指在一个时间段并行是指在同一个时刻并行是指系统具有同时执行或操作（硬件支持：多流水线或者多处理机） 重要考点 单核CPU同一时刻只能执行一个程序，各个程序只能并发地执行 多核CPU同一时刻可以同时执行多个程序，多个程序可以并行地执行 共享 互斥共享方式 例如打印机、磁带，同一时刻只能供一个进程对资源进行访问 这种资源称作：临界资源或者独占资源 同时访问方式 一段时间内允许多个进程对资源进行访问 典型代表：磁盘设备重入码编写的文件 虚拟 一个物理上的实体变为若干逻辑上的对应物，这种技术也被称为虚拟技术 虚拟处理器：采用多道程序并发的方式，让每个终端用户感觉到有多个处理器 时分复用技术 虚拟存储器：将物理存储变为虚拟存储器，逻辑上扩充存储器用 空分复用技术 也可以将一台IO设备虚拟为多台逻辑上的IO设备，并允许每个用户占用一台逻辑上的IO设备 异步 在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行不是一贯到底的， 多道程序走走停停，进程以不可预知的速度向前进 并发和共享的关系 并发性指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。 共享性是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。 互为存在条件 并发和虚拟的关系 如果失去了并发性，则一个时间段内系统中只需运行一道程序，那么就失去了实现虚拟性的意义了。因此，没有并发性，就谈不上虚拟性 并发和异步的关系 只有系统拥有并发性，才有可能导致异步性。...