计算机操作系统概述
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概述思维导图模板大纲
操作系统发展史
无操作系统时代
单道批处理系统
一段时间内CPU只执行一个作业
多道批处理系统
一段时间内CPU并发执行多个作业,但某个时刻只在执行一个作业
分时系统
是把处理机时间划分成很短的时间片,轮流地分配给各个用户程序使用,如果某个用户程序在分配的时间片用完之前还未完成计算,该程序就暂停执行,等待下一轮继续计算,此时处理机让给另一个用户程序使用。
实时系统
抢先式和非抢先式:出让CPU是OS强迫或程序主动。
抢先式:OS强迫出让CPU
非抢先式:程序主动出让CPU
按时间片分配:各个程序在CPU上执行的轮换时间。
计算机发展史
操作系统的主要特征
并发性
控制多道程序同时运行
共享性
控制多道程序同时运行
虚拟性
一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体--分时或分空间。虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段,可提高资源利用率
不确定性(随机性/异步性)
由共享和并发引起
操作系统的性能指标
系统可靠性
系统吞吐量
系统响应时间
系统资源利用率
可移植性
操作系统的运行机制
内核(核心态,管态,系统态 )
是操作系统内核程序执行时机器所处的状态。 它具有较高的特权,能执行包括特权指令的一切指令,能访问所有寄存器和存储区。 此时可以执行特权指令或算态指令(非特权指令)
核外部分(用户态,目态,算态)
是用户程序执行时机器所处的状态,是具有较低特权的执行状态,它只能执行规定的指令,只能访问指定的寄存器和存储区。 只能执行算态指令
操作系统的体系结构
层次结构
整体式内核(强内核)
微内核结构
一种新的结构组织,内核小,操作系统服务放在核外用户级完成。 可靠性好 灵活性强 但需要核心态和用户态频繁切换,系统开销大
操作系统引导
计算机系统引导过程:在保证硬件设备正常后,计算机利用CPU运行特定程序,通过程序识别硬盘,识别硬盘分区,识别硬盘分区上的操作系统,最后又通过程序启动操作系统,一环扣一环的完成上述过程。
操作系统的定义及地位
是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源,合理地组织计算机工作流程及方便用户使用程序和数据的集合。
操作系统的功能
处理机管理
管理CPU的分配和运行,多道程序环境下,单位为进程。
存储器管理
对内存进行分配、保护和扩充,以提高内存的利用率、方便进程并发运行。
设备管理
对所有设备进行有效管理,提高CPU与I/O设备利用率;
文件管理
解决软件资源的存储、共享、保密和保护。
用户接口
提供一个友好的用户访问操作系统的接口。
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