一、 什么是操作系統
操作系統:是一種復雜的系統軟件,是不同程序代碼、數據結構、數據初始化文件的集合,可執行。
操作系統是用戶與硬件之間的接口:操作系統與硬件部分相互作用,并且為運行在計算機上的應用程序提供執行環境
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?資源的管理理者:
- 處理理機管理:決定把處理機先給哪個程序?,后給哪個程序?
- 內存管理:給程序分配內存空間
- 設備管理:完成怎么分配設備,分配哪臺設備,怎么和設備連接等
- 文件管理:為每個?件分配空間、建??錄,對?錄進?組織管理 以及根據?戶請求從外存讀取數據或將數據寫?外存
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二、 操作系統的發展
單道 批處理系統:
- 單道批處理系統內存中只有?道作業? ? ?
- 特點:?動性、順序性、單道性
- 優點:減少了等待人工操作的時間??
- 缺點:CPU資源不能得到充分的利用
多道 批處理系統:由操作系統的作業調度程序按?定策略從后備作業隊列中選擇若?個作業 調?內存,使它們共享CPU和系統中的各種資源
- 特點:多道性、?序性、調度性、復雜性
- 優點:提搞的CPU、內存、I/O設備的利用率和系統的吞出來
- 缺點:系統平均周轉時間長
分時 操作系統:允許多個?戶通過終端機同時使?計算機,每個?戶通過終端與主機交互 時都能得到快速響應
- 特點:多路性、獨?性、及時性、交互性
實時 操作系統:實時系統必須及時響應外部事件的請求,在規定時間內完成 對該事件的處理。主要?于實時控制和實時信息處理領域
- 特點:多路性、獨?性、及時性、交互性、可靠性
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操作系統產品現狀
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?三、?操作系統的特征
現代操作系統都?持多任務, 具有并發、共享、虛擬和異步性特征。
- 并發:兩個或者多個事件在同一時間間隔內發生。主要由于引入多道程序系統,從而使操作系統具有并發性
- 共享:系統中的資源可供內存中多個并發執行的進程共同使用
- 虛擬:最常用內存虛擬化,用戶感覺到的內存大于實際內存
- 異步:進程以不可預知的速度向前推進
四、 操作系統的功能
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?內存管理:內存管理的主要任務是為多道程序的運?提供良好的 環境,?便?戶使?內存,提?內存的利?率,以及 從邏輯上擴充內存以實現虛擬存儲。
1)內存分配 :主要任務是為每道程序分配內存空間,可采?兩種分 配?式,即靜態分配?式和動態分配?式。靜態分配?式:先把內存劃分為大小數量固定的區域之后不在變化。動態分配?式:根據進程實際請求分配內存。
2)內存保護:主要任務:?是使操作系統內核的空間不會被?戶隨意訪問,以保證系統的安全和穩定;?是確保每道?戶程序都在??的內存空間中運?,互不?擾。操作系統實現內存保護的?式之?: 采?界限寄存器存放允許程序訪問的地址區間的上限 和下限。
3)地址映射:CPU執?程序過程中訪問內存時,需要把程序的邏輯 地址轉變為物理地址,這個轉換過程稱為地址映射
4)內存擴充:借助于虛擬技術,從邏輯上擴充內存容量,使系統能 夠向?戶提供?物理內存?的存儲容量。
內存擴充的實現方式:1、請求調?: 允許系統在裝??部分?戶程序時就啟動該程序運 ?,在程序運?過程中若發現要執?的指令或訪問的 數據尚未裝?內存,通過請求調?將需要指令或數據 裝?內存;2、置換功能: 在請求調?時,若發現內存空間不?,需要先將內存 中的?部分內容換到外存中,以便騰出內存空間裝? 當前需要的內容。
?進程管理:進程的描述與組織、進程控制、進程同步、進程通信 及進程調度
設備管理:設備管理主要是完成?戶的I/O請求,為?戶分配I/O設備。設備管理具有以下功能: 1)緩沖管理 2)設備分配 3)設備處理 4)設備獨?性和虛擬設備(設備獨?性功能使應?程序獨?于物理設備)
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?*************************************************提供用戶接口*****************************
圖形?戶接?:?戶可以輕松地通過選擇窗?、菜單、對話框、 滾動條、圖標等簡單的操作來完成對作業和任務 的提交與控制。
?程序接?:系統調?是?組預先定義好的模塊,它們提供?條 管道讓應?程序或?戶能由此得到核?程序的服務
系統調用:操作系統為程序員提供的接口是一組系統調用
?五、操作系統的體系結構
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?六、?指令的執行
程序是指令的集合,程序的執?就是按照某種控制流執?指令的過程。
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?********************************************指令動作***************************************************
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