第一章.计算机系统概述
1 操作系统的概念、功能
1.1 概念(定义)
操作系统是指:
- 控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理的组织调度计算机的工作和资源的分配; —-操作系统是系统资源的管理者
- 以提供给用户和其他软件方便的接口和环境;——向上提供方便易用的服务
- 它是计算机系统中最基本的系统软件——是最接近硬件的一层软件
![2表示用户通过命令可直接使用操作系统的服务(联机命令借口:说一句做一句+脱机命令借口:说一句做一堆)](/Users/zhangxiaoni/Library/Application Support/typora-user-images/image-20230325152653264.png)
1.2功能
程序接口+命令接口=用户接口
2操作系统的特征
2.1并发
并发:两个/多个事件在同一时间间隔内发生。宏观上同时发生,微观上交替发生
并行:两个/多个事件在同一时刻同时发生
单核CPU同一时刻只能执行一个程序,每个程序只能并发的执行
多核CPU同一时刻可以同时执行多个程序,多个程序可以并行的执行
比如Intel 的第八代13 处理器就是4 核CPU,意味着可以并行地执行4个程序
2.2共享
所谓的“同时”往往是宏观上的,而在微观上,这些进程可能是交替地对该资源进行访问的(即分时共享)
生活实例:
互斥共享方式:使用QQ和微信视频。同一时间段内摄像头只能分配给其中一个进程。
同时共享方式:使用QQ发送文件A,同时使用微信发送文件B。宏观上看,两边都在同时读取并发送文件,说明两个进程都在访问硬盘资源,从中读取数据。微观上看,两个进程是交替着访问硬盘的。
2.3虚拟
虚拟技术 空分复用技术(虚拟存储器技术) 时分复用技术 (虚拟处理器技术)
2.4异步
3 操作系统发展和分类
4 操作系统的运行机制
内核态 内核程序 执行特权指令 psw=1。内核态下既可以执行特权指令,也可以执行非特权指令
用户态 应用程序 执行非特权指令。psw=0
程序状态寄存器 psw
内核态 ->用户态。 一条修改psw的特权指令
用户态 ->内核态。 由中断引起,硬件自动完成
5 中断和异常
内中断 cpu内部。 也称异常
当前执行的指令是非法的
陷入指令(不是特权指令,是在用户态下执行的。 系统调用
外中断 cpu外部。 称为中断
时钟中断
来自io设备 输入输出任务完成
6 系统调用
7操作系统体系结构
大内核 微内核