操作系统笔记1

导论

什么是操作系统？

  • 操作系统是用于管理和控制系统软硬件资源，合理组织计算机的工作流程，方便用户使用计算机的程序集合
  • 操作系统的目的是为了让用户方便使用和效率高

操作系统四大（五大）管理功能

  • CPU
  • 内存
  • 文件
  • 输入输出设备
  • 作业管理（第五大管理功能）

操作系统的类型

  • 实时系统——严格的时间要求
  • 单/多用户操作系统
  • 单/多任务操作系统
  • 分布式操作系统
  • 专用/通用操作系统

计算机系统组成部分逻辑图

计算机系统组成部分逻辑图

计算机系统组织

计算机系统操作

几个概念/前提

  • 并行：Parallelism，指在某个时刻，多个任务同时运行，是针对多核CPU的

  • 并发：Concurrency，指在某个时间段内，多个任务被执行，是针对单核CPU的

  • 并发+并行：

  • 一个前提：所有的程序必须进内存才能被访问

计算机系统操作

当打开电源时，引导程序（位于ROM，Read Only Memory中）定位操作系统内核并把它装入内存中。

事件的发生通常通过硬件和软件的**中断（interrupt）**表示：

  • 处理器的数量不可能做到每个任务一个CPU，所以CPU必须作为一种全局的资源让所有任务共享。中断其实就是在CPU正在做某件事的时候，收到了通知告诉CPU你要放下手头现在做的事，去处理另一件事。中断可以提高操作系统运行的效率，有了中断系统才能并发运行。
  • 现在的操作系统都支持多级中断
  • 中断源：可以产生中断的软硬件资源
  • 中断系统：实现中断功能的硬件系统和软件系统
  • 中断服务程序：
    1. 保持现场：一是保存程序断点(PC)，己由中断隐指令完成；二是保存通用寄存器和状态寄存器的内容。可以使用堆栈，也可以使用特定存储单元。
    2. 中断处理
    3. 恢复现场：通过出栈指令或取数指令把之前保存的信息送回寄存器中