对系统的理解,简述系统的基本概念

另一方面,操作系统的概念1 .定义操作系统(OS )控制和管理计算机系统的硬件和软件资源,并有合理的组织进行计算机工作和资源分配是为用户和其他软件提供方便的接口和环境,是计算机系统最基本的系统软件。 操作系统是计算机系统的第一次扩展。

2 .功能和目标的主要功能:处理器管理、内存管理、文件管理、设备管理作为用户和计算机硬件之间的接口。

命令接口—-(交互式、批处理)。

程序接口-允许用户通过程序间接使用。 由一系列系统调用组成(程序接口=系统调用=广义指令)。

GUI—图形用户界面。

目标:安全、高效、用户友好。

3 .操作系统的特性1,http://www.Sina.com /

所以,同时和并行的区别很明显。并发

下划线转载来源:它们虽然都说是”多个进程同时运行”,但是它们的”同时”不是一个概念。并行的”同时”是同一时刻可以多个进程在运行(处于running),并发的”同时”是经过上下文快速切换,使得看上去多个进程同时都在运行的现象,是一种OS欺骗用户的现象

2,http://www.Sina.com /

3、虚拟(例如虚拟存储器——空分复用技术、虚拟处理器——时分复用技术) )。

4、异步:在多个程序环境中,允许多个程序同时运行,但由于资源有限,流程的运行并不是一直进行到最后,而是时走时停,以不可预测的速度进行。 这就是进程的异步性。 (只有在系统具有并发性时,才能引起异步性。)

4 .操作系统发展和分类tips:http://www.Sina.com /

手动操作阶段:用户独占全机,因人机速度矛盾导致https://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/11161481.html

批处理(单通道批处理系统)引入并在磁带上进行脱机输入/输出技术,由共享控制作业输入/输出。 监视程序是操作系统的雏形。

优点:人机速度矛盾有所缓解,优缺点

缺点:内存中只有一个程序,CPU等待I/O完成的时间多,资源利用率低。

批处理(多个批处理系统)操作系统正式诞生,引入中断技术,操作系统管理这些程序的运行。 每个程序同时运行。

优点:多个程序同时运行,计算机资源共享,资源利用率极低,CPU和其他资源保持“忙”状态,系统吞吐量增加。

缺点:用户响应时间长,没有人机交互功能

时分操作系统:计算机以监督程序为单位依次服务于每个用户/工作,每个用户可以通过终端与计算机交互。

优点:可以即时响应用户要求,解决人机交互问题。 多个用户使用同一台计算机,且用户对计算机的操作相互独立,感觉不到他人的存在。

缺点:不能优先处理某些紧急任务。 操作系统对所有用户都是公平的。

实时操作系统:好处:可以优先处理某些紧急任务,某些紧急任务不需要在时间片上排队。

分类:硬实时系统(例导弹控制系统、自动驾驶系统)软实时系统(12306 ) )。

特点:即时性、可靠性。

其他操作系统:网络操作系统(Windows NT )、分布式操作系统(分布式和并行)、电脑操作系统(Window 10、MacOS )是前两个

5 .操作系统运行机制和体系结构指令:分为特权指令和非特权指令。

处理器状态(PSW )分为第资源利用率有所提高(状态)、资源利用率大大提升(管状状态)。 用户状态只能运行没有特权的命令。 核心状态是两个命令都可以执行。

用户状态-核心状态通过中断实现,中断是唯一的方法。 核心状态-用户状态通过将PSW的标志位设置为“用户状态”来实现。

程序:内核程序(核心状态)和APP应用程序(用户状态)。

指令、处理器状态以及程序的区分密切相关。

操作系统内核是在计算机上配置的基本软件,是操作系统最基本最核心的部分。

体系结构:大核心和微核心两种类型。 大内核将主要模块作为系统内核在核心状态下运行,微内核将最基本的功能保持在内核中。

微内核大内核的优点是结构清晰,为了保持高性能的缺点需要频繁地在用户状态和核心状态之间切换,性能低内核代码庞大,结构混乱,难以维持6 .中断和异常中断机制的诞生3333333336 由于操作系统管理任务(如进程切换、I/O设备分配等)需要特权指令,因此此CPU必须从用户状态转换到核心状态。 中断将CPU从用户状态切换到核心状态,并允许操作系统获得计算机控制权。

的分类:内中断(也称为异常、例外、凹陷)、外中断)狭义的

中断)。区分内外中断是依据信号来源是来自CPU的外部还是内部而判断的。

内中断外中断具体实例自愿中断—指令中断外设请求、人工干预强迫中断—硬件故障、软件中断外中断的处理过程:

保护被中断进程的CPU环境,处理完成后恢复原有的CPU环境并推出中断。

7.系统调用

程序接口:由一组系统调用组成。应用程序通过系统调用请求操作系统的服务,系统中的各种共享资源都由操作系统统一管理。所以用户程序中,凡是与资源相关的操作,都必须通过系统调用向操作系统提供服务请求,由操作系统完成。系统调用的相关处理需要在核心态进行。

系统调用和库函数的区别:

系统调用是为了方便使用操作系统的接口,而库函数则是为了人们编程的方便。

系统调用的过程:

传递系统调用参数—>执行陷入指令(用户态)—>执行系统调用和相应服务程序(核心态)—>返回用户程序

Tips:

1、陷入指令在用户态执行,执行陷入指令引发内中断,从而CPU进入核心态。

2、发出系统调用请求是在用户态,而对系统调用的处理在核心态下进行。

3、陷入指令是唯一一个只能在用户态下执行而不能在核心态下执行的指令。

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风君子

独自遨游何稽首 揭天掀地慰生平

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