操作系统的概念、功能、目标

简介: 操作系统的概念、功能、目标

章节知识点大纲:

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概念



操作系统(OS):


  • 是指控制和管理整个计算机系统的硬件 和 软件 资源, 并合理地组织调动计算机地工作和资源地分配;
  • 是以给提供给用户和其他软件方便地接口和环境;
  • 他是计算机系统中最基本地系统软件


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目标、功能 : 系统资源的管理者



功能一: 处理器管理

功能二: 存储器管理

功能三: 文件管理

功能四: 设备管理

目标: 安全 、 高效


封装思想, 将一些复杂的功能封装称为一个简单的接口, 用户直接调用这些接口即可。


给用户使用的三种命令接口


  1. 联机命令接口 = 交互式命令接口 (win + R )的那个 : 用户说一个系统做一个
  2. 脱机命令接口 = 批处理命令接口 ( *.bat 随便打开一个就知道了) : 用户说一推 ,系统再执行
  3. GUI: 图形化用户接口


给程序员使用的命令接口


1.系统调用(也叫广义指令): 也就是程序员 通过高级语言编写程序 来进行系统调用


操作系统对硬件的拓展:


将cpu、内存、磁盘、显示器、鼠标等硬件合理的组合起来, 让各个硬件能够相互协调配合, 实现更多更复杂的功能


案例 : 用QQ 和朋友使用聊天

1.找到QQ的安装位置


找存储位置


1.双击打开qq


把程序相关数据 放入内存中


1.qq开始运行


对应的进程正在被CPU处理 (只有将程序放入CPU ,他才能被cpu处理)


1.开始视频聊天


将需要的设备分配给进程


四个基本特征:



特征一: 并发:


指两个或者多个事件再同一时间间隔内发生。 这些事件宏观上是同时发生的 ,但在微观上是交替发生的。


并行:


两个或者多个事件再同一时刻同时发生


注意点:


单核cpu同一时刻只能执行一个程序, 各个程序只能并发的执行


多个cpu同一时刻可以同时执行多个程序, 多个程序可以并行执行


特征二: 共享


即资源共享, 是指系统中的资源可以供内存中多个并发执行的进程同时使用


两种资源共享的方式


  • 互斥共享方式

系统中的某些资源,虽然可以提供给多个进程使用, 但是一个时间段内只允许一个进程访问该资源


  • 同时共享方式

系统中的某些资源,允许一个时间段内由多个进行“同时”对他们进行访问


特征三: 虚拟


就是指把一个物理上的实体变成若干个逻辑上的对应物。 物理实体 是实际存在的 ,而逻辑上对应物 是用户感受到的。

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没有并发性。 虚拟性就没有意义


特征四: 异步


是指多道程序下,允许多个程序并发执行,但由于资源有限, 进程的执行不是一贯到底的, 而是走走停停, 已不可预知的速度向前推进, 这就是进程的异步性。


四者之间的关系 :


没有并发 和共享 就谈不上虚拟和异步, 因此并发和共享是操作系统的两个最基本的特征。


操作系统的发展思维图



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操作系统的运行机制(怎么运行的)



  • 普通程序员写的是‘应用程序’
  • 微软、苹果等公司他们的人负责实现操作系统的, 他们写的是‘内核程序’


一个操作系统, 只需要一个内核就足够了。 (Docker –> 仅需要一个Linux的内核)


还有的就是图形化界面不在内核中。


CPU有两种状态


  • 用户态(目态)

此时正在运行的是应用程序, 此时只能执行非特权指令。


  • 内核态(管态)

此时正在执行的是 内核程序, 此时可以执行特权指令。


状态的转变就是我们计算机组成原理中的 程序状态字寄存器(PSW)


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