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1.1 操作系统的概念
操作系统是最基本的系统软件，负责管理调度计算机的各种资源，并且向上层用户提供接口和环境
- 操作系统在资源管理方面，需要实现 文件管理、内存管理、处理器管理 和 设备管理
- 操作系统在提供用户接口方面，分为两类：命令接口 和 程序接口
- 命令接口：用户可以直接使用的命令
- 联机命令接口：交互式的命令，类似cmd命令
- 脱机命令接口：批处理式的指令，类似bat脚本
- 程序接口：只能通过程序使用的接口，类似dll文件，系统调用
- 命令接口：用户可以直接使用的命令
- 硬件层次上，操作系统实现对机器的拓展
1.2 操作系统的特征
操作系统的特征有四个，分别为 并发性、共享性、虚拟性 和 异步性
并发
操作系统中同时存在多个运行中的程序，实质上他们是交替运行的
共享
资源可供多个并发进程共同使用，分为互斥共享和同时共享
虚拟
把一个物理试题虚拟成为逻辑上的对应物，比如 虚拟内存
异步
进程是走走停停的，程序可能阻塞
1.3 操作系统分类
手工操作阶段
早期数据的IO依靠人力手工制作纸带输入，效率很低
缺点：用户独占全机，并且人机的速度矛盾很大
单道批处理系统
用磁带输入，缓解一定程度人机速度的矛盾
缺点：计算机只运行一道程序，IO时候CPU空闲
多道批处理系统
同时输入多道程序，并发执行，引入了中断技术
缺点：没有人机交互的方式，用户只能等待计算机执行完毕
分时操作系统
以时间片为单位轮流服务，可以用终端进行交互 缺点：紧急任务不能被优先处理
实时操作系统
分时操作系统的基础上优先响应紧急任务，有及时性和可靠性
1.4 操作系统运行机制
操作系统运行的指令分为 特权指令和非特权指令，特权指令我们希望不允许用户程序执行
因此，CPU分为两种状态，用户态 和 核心态，在用户态下，只能执行非特权指令，在核心态下则可以执行非特权指令和特权指令
计算机运行的程序分为内核程序和应用程序，内核程序运行在核心态，而应用程序运行在用户态
操作系统的内核需要负责 时钟管理，中断处理，原语 以及 系统资源的管理
1.5 中断
中断机制发生意味着操作系统介入，开始管理计算机资源
中断的作用
中断发生后CPU进入核心态，操作系统获得计算机的控制权。并且使当前进程暂停，又操作系统内核进行中断处理。
中断的分类
中断根据信号来源是否来自CPU内部，分为了外中断与内中断，我们一般讨论的都是外中断
中断处理过程
- 执行完每条指令后，检查当前是否有中断信号
- 若检测到，则保存当前CPU的运行环境（寄存器状态，程序计数器PC等…）
- 根据信号类型，进入核心态，执行相应的中断处理
- 恢复原来的CPU运行环境，继续执行原来的进程
