作業系統學習筆記(一)

2021-10-05 08:28:09 字數 2304 閱讀 3835

1.3虛擬

1.4非同步

2.os的目標和功能

2.2.使用者與計算機之間的介面

2.3擴充機器

3.發展與分類

4.執行機制

5體系結構

​ 作業系統(operating system,os)是指控制和管理整個計算機系統的硬體和軟體資源,合理的組織、排程計算機的工作和資源的分配,進而為使用者和其他軟體提供方便介面和環境的程式集合

​ 併發是指兩個或兩個以上事件在同一時間間隔發生,為了使程式能併發執行而引入程序

​ es.作業系統的併發性通過分時實現

​ 並行是指兩個或兩個以上事件在同一時刻發生,需要硬體支援

​ es.單處理機系統中程序與程序不可並行

​ 資源共享即共享,指系統中的資源可供記憶體中多個併發執行的程式共同使用

​ 系統中的某些資源(印表機),雖然可供多個程序共同使用,但是為了避免錯亂,混淆,規定在一段時間內只允許乙個程序訪問,稱該種資源為臨界資源(獨佔資源)

​ 該種資源允許在一段時間內多程序「同時」(巨集觀,實際上是「分時共享」)訪問,比如磁碟裝置,但是,也存在真同時(揚聲器

​ 指把乙個物理上的實際實體變為若干邏輯上的對應物

​ eg.時分復用技術:虛擬處理器,利用多道程式設計技術把乙個物理上的cpu虛擬為多個邏輯上的cpu,使得每個終端使用者都感覺有專門的乙個**處理器(cpu)為其服務

​ and.空分復用技術:虛擬儲存器,利用虛擬儲存器技術將一台機器的物理儲存器變為虛擬儲存器,以便從邏輯上擴充儲存器的容量。

​ 多道程式環境允許多個程序併發執行,但由於資源限制,程序的執行不是一貫到底的,而是走走停停的,以不可預知的速度前進

​ at.非同步性,如果訪問順序不當,可能導致程序產生於時間有關的錯誤,所以os要保證多次執行程序後都能獲得相同的結果

——為了使使用者方便、快捷、可靠的操縱計算機硬體(通過介面,間接)並執行自己的程式

​ 沒有任何軟體支援的計算機稱為裸機,作業系統所提供的資源管理功能和方便使用者的各種服務功能,將裸機改造成功能更強,使用更方便的機器,通常稱覆蓋了軟體的機器為擴充機器或虛擬機器

發展過程

優點缺點

手工操作階段(無作業系統)

使用者獨佔全機,人機速度矛盾

批處理階段(單道批處理系統)

一定程度上緩解人機速度矛盾

資源利用率仍然很低

批處理階段(多道批處理系統)

多道程式併發執行,資源利用率高

缺少人機互動性

分時作業系統

提供人機互動功能

不能優先處理緊急任務

實時作業系統

能夠有優先處理緊急任務,及時性和可靠性得到保障

​ cpu一般執行兩種程式,作業系統核心程式使用者自編程式。為了系統的安全性,作業系統作為系統資源的管理者,為了保證系統的安全性,核心程式管理應用程式,那麼理所當然,核心程式有更高的許可權,能夠執行應用程式無法執行的特權指令來安全地排程資源,所以,為了區分,引入使用者態核心態兩種工作狀態,區分兩者的關鍵是程式狀態字暫存器(psw)的某二進位制位(0、1)。

​ 為了安全,使用者態不允許直接使用核心態的功能,但是,不可避免的需要用到這些功能,中斷或異常在這裡就顯得至關重要,使用者可以傳送系統呼叫請求,傳送需要的中斷訊號,將使用者態轉變為核心態(psw硬體實現),通過核心態安全地呼叫需要的功能或資源,處理完後在將cpu使用權交還給使用者態。

​ at.中斷和異常是唯一將使用者態轉換為核心態的方式

​ 與硬體密切相關的時鐘管理、中斷機制、原語以及系統控制的資料結構以及處理(程序管理、儲存器管理、裝置管理)

——為了便於維護增加系統的可靠性提出微核心

​ 僅保留核心中最基本的功能,將不需要在核心態執行的功能移到使用者態

​ at.這樣雖然結構是比較清晰的,但是由於需要頻繁的在使用者態和核心態切換,所以效能是降低的。

and.未使用系統呼叫的函式效率更高,因為不涉及上下文的切換以及狀態的切換(使用者態和核心態)。

作業系統學習筆記一

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作業系統學習筆記 一 作業系統概述

作業系統的基本功能 終端分類 併發是指巨集觀上在一段時間內能同時執行多個程式,而並行則指同一時刻能執行多個指令。並行需要硬體支援,如多流水線 多核處理器或者分布式計算系統。作業系統通過引入程序和執行緒,使得程式能夠併發執行。共享是指系統中的資源可以被多個併發程序共同使用。有兩種共享方式 互斥共享和同...

作業系統學習筆記

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