计算机操作系统（一、引论）

大三的土狗
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作者：大三的土狗

专栏：计算机操作系统

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前言

  操作系统 （英语：Operating System，缩写：OS） 是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。根据运行的环境，操作系统可以分为桌面操作系统，手机操作系统，服务器操作系统，嵌入式操作系统等。

1.操作系统的目标和功能

目标

  • 方便性

  • 有效性

    • 提高系统资源利用率
    • 提高系统吞吐量

  • 可扩充性

  • 开放性

作用

  • OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口

    • 命令方式
    • 系统调用方式
    • 图标–窗口方式

  • OS实现了对计算机资源的抽象

2.操作系统的发展过程

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未配置操作系统的计算机系统

  • 人工操作方式

  • 用户独占全机 CPU等待人工操作 严重降低了计算机资源的利用率

  • 脱机输入/输出(Off–Line I/O)方式

  • 减少了CPU的空闲时间 提高了I/O速度 效率仍然不理想

单道批处理系统

多道批处理系统

1.资源利用率高 2.系统吞吐量大 3.平均周转时间长 4.无交互能力

  • (宏观并行，微观串行)

分时系统

特征: 1.多路性 2.独立性 3.及时性 4.交互性

实时系统

集群系统–超算~云计算

微机操作系统的发展

3.操作系统的基本特征

1.并发concurrence

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  • 区别并行和并发

  • 并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生→宏观并行，微观并行

  • 并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生→宏观并行，微观串行

    • 并发是进程宏观一起运行，微观上交替运行，而并行是指同时运行

  • 引入进程

  • 进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，它是由一组机器指令，数据和堆栈等组成的，是一个能独立运行的活动实体

2.共享sharing

  • 1.互斥共享方式

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  • 2.同时访问方式

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  • 并发和共享是多用户(多任务)OS的两个最基本的特征。它们又是互为存在的条件

3.虚拟virtual

  • 时分复用技术
  • 空分复用技术

4.异步asynchronism

4.操作系统的主要功能

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1.处理机管理功能

  • 进程控制

  • 进程同步

    • 进程互斥方式
    • 进程同步方式(协同)

  • 进程通信

  • 调度

    • 作业调度
    • 进程调度

2.存储器管理功能

  • 内存分配

    • 静态分配
    • 动态分配

  • 内存保护

  • 地址映射

  • 内存扩充

3.设备管理功能

  • 缓冲管理

  • 设备分配

  • 设备处理

    • 设备处理程序又称设备驱动程序

4.文件管理功能

  • 文件存储空间的管理
  • 目录管理
  • 文件的读写管理和保护

5.操作系统与用户之间的接口

  • 用户接口
  • 程序接口

6.现代操作系统的新功能

  • 系统安全
  • 网络的功能和服务
  • 支持多媒体

5.OS结构设计

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传统操作系统结构

  • 无结构操作系统
  • 模块化OS
  • 分层式结构OS

微内核os结构

  • 客户/服务器模式
  • 面对对象的程序设计

总结

  以上就是计算机操作系统引论的全部内容，本专栏仅仅是对计算机操作系统知识框架的总结，需要深度学习可以参考这里和这里，进行深度学习。

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