一、操作系统基本概念

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一、操作系统基本概念

<1>.什么是OS?

OS 是控制和管理CS资源、进程、硬件和软件的应用程序,是计算机系统中最重要的一种软件。它为计算机硬件和软件提供了一个中间层,合理组织和调度计算机的工作和资源分配,以提供给用户和其他软件方便的接口和环境。

<2>.有哪些常见的OS?

Windows\Mac OS\Linux\ios\Android……

<3>.OS有哪些功能和目标?

(1) 资源管理

  • 进程管理
  • 内存管理
  • 设备管理
  • 文件管理 (2)提供用户与计算机硬件之间的接口
  • 命令接口(直接使用)
  • 程序接口(通过程序间接使用) 注:程序接口=系统调用=广义指令
  • GUI(图形用户界面) (4)OS为其他软件提供服务(OS与软件进行交互,为其分配运行所需的任何必要资源) (3)对硬件机器的扩展(虚拟机:把覆盖了软件的机器称为虚拟机)

<4>.OS的特征

  • 并发 两个或多个事件在同一时刻同时发生,宏观并发,微观交替
  • 共享 系统中资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用
  • 虚拟 空分复用技术(虚拟存储) 时分复用技术(虚拟处理器)
  • 异步 多程序并发执行时,进程以不可预知的速度向前推进

<5>.OS运行机制

  • 两种指令 特权指令非特权指令
  • 两种处理器状态 核心态用户态
  • 两种程序 内核程序应用程序

<6>.OS体系结构

  • OS从下到上依次是:裸机内核<时钟管理\中断处理\原语\对系统资源管理的功能>、非内核功能应用程序用户
  • OS内核 -- 时钟管理:实现计时功能 -- 中断处理:负责实现中断机制 -- 原语:设备驱动、CPU调用 -- 对系统资源进行管理:进程管理、存储器管理、设备管理

<7>.中断&异常

中断是由于系统发生了某事件(该事件与现行指令无关),CPU暂停正在执行的程序,保留现场后自动转去执行该事件的中断处理程序,执行完后,再返回原有程序的断点处继续执行。分为外中断内中断外中断即所指中断,是由外部设备引起的。内中断异常,是由于CPU内部事件所引起,由于系统调用引起的中断属于异常

相同点:都是CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应。 区别:中断由外因引起,异常由CPU本身原因引起。

注1:发生中断,CPU进入核心态,由OS对中断进行处理,OS重新获得CS的控制权,中断是多道程序并发的基础。 注2:用户态到核心态的切换是通过中断实现的,核心态到用户态切换只需要执行一个特权指令即可。

<8>.系统调用

OS提供系统调用功能,应用程序只能通过系统调用向OS发出请求,OS会对各个请求进行协调管理分配,各种共享资源由OS统一管理,保证系统稳定性和安全性。