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。分为外中断和内中断。外中断即所指中断,是由外部设备引起的。内中断即异常,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。