第一章操作系统概述

    技术2022-07-11  83

    前言:记录系统的再次学习计算机操作系统的全过程,持续更新ing

    1.1 操作系统的初步认识

     

    1.1.1 常见四大操作系统:

    Windows,Linux,Mac,Unix 

     

     

    1.1.2操作系统的作用:

    提供操作界面

    控制程序运行

    管理系统资源

    配置系统参数

    监控系统状态

    工具软件集合

     

    1.1.3 思考:应用程序运行需要操作系统提供哪些支持?

    1.2 操作系统的功能和定义

     

    1.2.1 操作系统功能一:进程管理(CPU管理)

    进程控制:创建,暂停,唤醒,注销

    进程调度:调度策略,优先级

    进程通信:进程间的通信

    例:在IDEA开发时,还可以挂两个QQ   

    Windows 环境下多个程序在并发运行

     

    1.2.2 操作系统功能二:内存管理

    内存分配

    内存共享

    内存保护

    虚拟内存

    思考:有没有遇到过因为内存小而运行失败?

    现代操作系统采用了一种特殊的方式来管理内存,使得程序总是可以运行

    malloc(100*1024*1024) 1024字节B   1B = 8bit,java调用操作系统内存

     

    1.2.3 操作系统的功能三:设备管理

    设备的分配和调度

    设备无关性

    设备的传输控制

    设备驱动

     

    1.2.4 操作系统的功能四:文件管理

    存储空间管理

    文件的操作

    目录的操作

    文件和目录的存储权限管理

     

    1.2.5 操作系统定义:

    提供用户接口

    为应用程序分配软硬件资源

    1.3 操作系统发展历史

     

    1.3.1 硬件发展的四个阶段

    电子管时代(1946-1955)

    晶体管时代(1955-1965)

    集成电路时代(1965-1980)

    大规模集成电路时代(1980-至今)

    用户需求的提升和硬件技术的进步是操作系统发展的两大动力

     

    1.3.2 单道批处理

    手工操作,单道批处理(多个作业输入磁盘中形成作业队列)

    结论:外设和CPU交替空闲和忙碌,CPU和外设利用率低

     

    1.3.2 多道批处理

    缺点:作业处理时间长,交互性差,运行过程不确定

    特点:多道:内存同时存放多道程序,并行:宏观,串行:微观

    在内存中存放多道程序,当某道程序因为某种原因不能运行而放弃CPU时,操作系统便调度另一程序投入使用。提高CPU利用率,提高系统吞吐量

     

    1.3.3 分时技术和分时操作系统

    六十年代,硬件的两大进展

    1、中断技术

    cup在收到(外部)中断信号后,会停止当前工作,转去处理外部事件,外部事件完成后,再从断点处继续原来工作

    2、通道技术

    专门处理内存和外设之间的数据传输的处理机

     

    分时操作系统的背景

    事务性任务的涌现:交互性高,响应速度快

    要求支持多任务,多用户

    多终端计算机:高性能计算机(高性能CPU+大容量内存)+多个终端(输入,显示)

    以分时技术让每个终端感觉独占CPU

    分时技术:主机以很短的时间片为单位,把CPU轮流分配给每个终端使用,直到全部作业完成

     

    分时系统特点:

    多路调制性:多用户联机使用同一计算机

    独占性:每个终端感觉独占资源

    交互性:及时响应用户请求

     

    第一个实用化的分时系统unix

    【革新】

    实现了操作系统的可移植性,硬件无关性

    引入特殊文件,即把外设当做文件处理统一处理

    1.4 典型操作系统类型

    都是分时操作系统的衍化

     

    1.4.1 微机操作系统:大规模集成电路的发展,PC机时代

    1973年 CP/M操作系统

    引入BIOS,把操作系统和硬件分离

     

    Mac OS 1976,首个带有图形界面和鼠标的操作系统

    微软MS DOS (IBM PC)

    磁盘操作系统 单用户单任务 

     

    微软 Windows 1.0 1985 

     

    1.4.2 实时操作系统:军事,工业控制,智能仪器

    要求:某些任务要紧急优先处理,强调时间

    硬实时 航空航天,制导,工业控制/软实时 网络游戏 直播

     

    1.4.3 嵌入式操作系统≈实时操作系统

    软硬件一体化的系统

    安卓,Linux(基于Linux内核)

     

    1.4.4 多处理机操作系统

    网络操作系统=操作系统+网络服务

    OK,第一章操作系统概述,完结撒花

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