是一种系统软件 为上层用户、应用程序提供简单易用的服务 负责管理协调硬件、软件等计算机资源的工作
层次结构:
1.处理机管理 2.存储器管理 3.文件管理 4.设备管理
分为两个: 联机命令接口:CMD,一句一句执行 脱机命令接口:多句执行
由一组系统调用组成
GUI用户图形界面
1.并发 2.共享 互斥共享:(如摄像头共享使用) 同时共享:(如对硬盘资源的共享使用) 3.虚拟 4.异步
注意的是: 并发和共享互为条件
每一代新的操作系统出现都是为了弥补上一代的缺陷
按照先后顺序 1.手工操作系统: 缺点:人机速度矛盾(纸带)
2.单道批处理系统(引入脱机输入输出技术) 缺:资源利用率低(高io等待时间)
3.多道批处理系统(操作系统开始出现,并发) 缺:不提供人机交互功能
4.分时操作系统: 缺:不能优先处理紧急任务
5.实时操作系统 能优先处理紧急任务。 硬实时系统:必须绝对规定时间内完成处理 软实时系统:接受偶尔的违反
两种指令: 1 特权指令 2.非特权指令
两种处理机状态: 1.核心态(管态) 2.用户态(目态)
联系:只有处于核心态才能两种指令都可以处理,用户态只能处理非特权指令
需要使用特权指令的程序称为内核程序,否则称为应用程序
内核是计算机配置的底层软件,是操作系统最基本、最核心的部分(非常接近于硬件了)
内核分类 1.始终管理 2.中断处理 3.原语
一种特殊的程序最接近底层,最接近硬件具有原子性——一气呵成,不可中断运行时间短,调用频繁、4.对系统资源进行管理的模块(注意:有些操作系统内核不包含这个部分,每个操作系统的划分是不同的)
进程管理存储器管理设备管理引入中断的目的: 解决多道程序并发执行 本质:只要发生中断,就意味着需要操作系统介入,展开工作
中断做的事情:
当中断发生时、cpu立即进入核心态当中断发生后,进程暂停运行。并由os内核对中断进行处理对于不同的中断信号,会有不同的处理总结:用户态->核心态 中断是唯一途径 转换过程:执行特权指令,将程序状态字(PSW)标志改变
中断的分类: 外中断处理过程:
操作系统对上层的服务: 1.命令接口(上面已经讲过) 2.程序接口:用户通过程序间接使用,由一组系统调用组成 3.略
系统调用是操作系统提供给应用程序(程序员)使用的接口。应用程序可以发出系统调用请求来获得操作系统的服务
为什么要有系统调用: 应用程序通过系统调用请求操作系统的服务。而系统中的各种共享资源都由操作系统内核统一掌管,因此凡是 与共享资源有关的操作(如存储分配、I/O操作、文件管理等),都必须通过系统调用的方式向操作系统内核提 出服务请求,由操作系统内核代为完成。这样可以保证系统的稳定性和安全性,防止用户进行非法操作。
系统调用的分类: 显然,系统调用必须在核心态完成
系统调用和库函数:
系统调用号的概念: 汇编语言中的trap (int x)指令,指明调用的相关代码,这里int是中断
可以看出。 传递系统调用参数 —>执行陷入指令(用户态) —>执行相应的内请求核程序处理系统调用(核心态) —>返回 应用程序
注意: 1.陷入指令是在用户态执行的,执行陷入指令之后立即引发一个内中断,使CPU进入核心态 2.发出系统调用请求是在用户态,而对系统调用的相应处理在核心态下进行 3.陷入指令唯一一个不能在核心态执行的指令