操作系统（1）——概述
概述
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一.操作系统的概念、目标和作用
操作系统的概念
操作系统
操作系统（英语：operating system，缩写：OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统——维基百科
简单来说，为用户使用计算机提供接口，有效的组织管理硬件软件资源。
基本观点
-
用户环境观点
该观点认为，操作系统是计算机用户使用计算机系统的接口，它为计算机用户提供了方便的工作环境。提供用户、程序接口。 -
资源管理观点
该观点认为，操作系统是计算机系统中各类资源的管理者，它负责分配、回收以及控制系统中的各种软硬件资源。 -
进程观点
这种观点把操作系统看做是由若干个可以独立运行的程序和一个对这些程序进行协调的核心所组成的。 -
虚拟机观点
虚拟机的观点也称为机器扩充的观点。从这一观点来看，OS为用户使用计算机提供了许多服务功能和良好的工作环境。用户不再直接使用硬件机器(称为禅机)，而是通过OS来控制和使用计算机。计算机从而被扩充为功能更强、使用更加方便的虚拟计算机。 - 软件观点
操作系统的概念目标
-
方便性
便于用户使用 有效性
使计算机的各类资源在系统的管理下得到更有效的利用，提高系统吞吐量。可扩充性
便于修改、增加-
开放性
兼容，支持世界标准规范
操作系统的概念作用
- 用户与硬件系统接口
- 资源管理者
- 对计算机资源抽象
二.操作系统的发展过程
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未配置操作系统
人工操作
如纸带输入机。特点是用户独占全机及CPU等待人工操作。
脱机输入输出
引入I/O机的概念，解决前者的缺点。特点是减少了CPU的空闲时间且提高I/O速度。
配置操作系统
单道批
系统对作业的处理都是成批进行的、且内存中始终只保持一道作业，称为单道批处理系统（simple batch system）。
批处理系统的引入是为了提高系统资源的利用率和吞吐量。
多道批处理系统
系统中同时驻留多个作业
提高CPU利用率，提高内存和I/O设备利用率，提高了系统吞吐量。
分时系统
指一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户共享主机中的资源，各个用户都可通过自己的终端以交互方式使用计算机。
分时系统的特性
多路性
同时有多个用户使用一台计算机交互性
用户根据系统响应结果进一步提出新请求(用户直接干预每一步)独立性
用户感觉不到计算机为其他人服务（OS提供虚机器，各个用户的虚机器互不干扰）及时性
系统对用户提出的请求及时响应
实时系统
系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对该事件的处理。
实时系统的特性
相比于分时系统多一个
- 可靠性
实时系统要求更高
微机操作系统的发展
- 单用户单任务
ms-dos - 单用户多任务
windows - 多用户多任务
unix linux
三.操作系统的基本特征
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并发性
并行 是指两或多个事件在同一时刻发生。
并发 是两或多个事件在同一时间间隔内发生。
共享性
系统中资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用
互斥共享：一段时间只允许一个进程访问该资源
同时访问：微观上仍是互斥的
虚拟性
通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。若n是某一物理设备所对应的虚拟的逻辑设备数，则虚拟设备的速度必然是物理设备速度的1/n。
异步性
运行进度不可预知。
四.操作系统的主要功能与提供的服务
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主要功能
- *处理器管理
- *存储器管理
- 文件管理
- 设备管理
- *用户管理
*处理器管理
也叫进程管理
- 进程控制
- 进程同步
- 进程通信
- 进程调度
*存储器管理
- 存储分配与回收
- 存储保护
- 地址映射
- 内存扩充
设备管理
- 设备操作
- 设备独立性
- 设备分配与回收
- 缓冲区管理
文件管理
- 文件存储管理
- 目录管理
- 文件操作管理
- 文件保护
*用户管理
- 用户接口
- 程序接口
- 命令接口
- 图形接口
五.操作系统的体系结构(了解)
- 无结构
- 模块化(关系复杂)
- 分层(单向关系)
- 微内核