作業系統等基礎知識

2022-02-24 13:13:22 字數 1453 閱讀 2942

為何要有作業系統

現代計算機系統是乙個複雜的系統。如果每位應用程式設計師都必須掌握該系統所有的細節,那就不可能再編寫**了,嚴重影響了程式設計師的開發效率。因為管理這些部件並加以優化使用,是一件極富挑戰性的工作,於是,計算安裝了一層軟體(系統軟體),稱為作業系統。它的任務就是為使用者程式提供乙個更好、更簡單、更清晰的計算機模型,並管理剛才提到的處理器,主存,硬碟,鍵盤,滑鼠,等硬體裝置。程式設計師就從這些繁瑣的工作中解脫了出來,只需要考慮自己的應用軟體的編寫就可以了,應用軟體直接使用作業系統提供的功能來間接使用硬體。

作業系統的位置

作業系統位於計算機硬體與應用軟體之間,本質也是乙個軟體。作業系統由作業系統的核心(執行於核心態,管理硬體資源)以及系統呼叫(執行於使用者態,為應用程式設計師寫的應用程式提供系統呼叫介面)兩部分組成,所以,單純的說作業系統是執行於核心態的,是不準確的。

作業系統的功能

一:隱藏了醜陋的硬體呼叫介面,為應用程式設計師提供呼叫硬體資源的更好,更簡單,更清晰的模型(系統呼叫介面)。應用程式設計師有了這些介面後,就不用再考慮操作硬體的細節,專心開發自己的應用程式即可。

二:將應用程式對硬體資源的競態請求變得有序化,例如:很多應用軟體其實是共享一套計算機硬體,若沒有作業系統控制,程式對硬體的占用將混亂,可能導致程式出錯崩潰,作業系統的乙個功能就是將這種無序變得有序(多路復用)

作業系統的發展

計算機作業系統雛形出現在第二代計算機。最初的電腦並沒有作業系統,人們通過各種操作按鈕來控制計算機,後來出現了組合語言,操作人員通過有孔的紙帶將程式輸入電腦進行編譯。這些將語言內建的電腦只能由操作人員自己編寫程式來執行。這一套需要人參的情況下機器才能執行的系統乃現代作業系統的前身。

第三代計算機開始,計算機採用了(小規模)晶元(積體電路)設計,與採用電晶體的第二代計算機相比,價效比有了很大的提高,並出現了真正意義上的作業系統。

2023年,美國

digital research軟體公司研製出

8位的cp/m作業系統。這個系統允許使用者通過控制台的鍵盤對系統進行控制和管理,其主要功能是對檔案資訊進行管理,以實現硬碟檔案或其他裝置檔案的自動訪問。繼

cp/m作業系統之後,還出現了

c-dos、

m-dos、

trs-dos、

s-dos和

ms-dos等磁碟作業系統。

2023年,微軟的

ms-dos 1.0版與

ibm的

pc面世,這是第乙個實際應用的

16位作業系統,微型計算機進入乙個新的紀元。 

多道技術

多道技術中的多道指的是多個程式,多道技術的實現是為了解決多個程式競爭或者說共享同乙個資源的有序排程問題,解決方式即多路復用,多路復用分為時間上的復用和空間上的復用。

空間上的復用:將記憶體分為幾部分,每個部分放入乙個程式,這樣,同一時間記憶體中就有了多道程式。

時間上的復用:當乙個程式在等待i/o時,另乙個程式可以使用cpu,如果記憶體中可以同時存放足夠多的作業,則cpu的利用率可以接近100%。

作業系統基礎知識

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