操作系统概述

一、操作系统做了什么

当在计算机上通过鼠标或者命令行启动一个程序时，程序启动的顺序为:
1. 首先找到程序的相关信息，检查程序是否是可执行程序（windows下可执行程序为PE结构，Linux下可执行程序为ELF结构）；再检测程序的首部信息，确定程序中的代码段和数据段的位置，操作系统计算出对应的磁盘块地址。
2. 操作系统将创建一个新的进程，并将可执行程序映射进进程结构，再由改进程执行可执行程序。
3. 操作系统为改程序设置CPU上下文环境，并设置时间片，调到改程序的开始处，等到轮到该进程执行就开始执行改程序。
4. 当执行改程序的第一条程序时，由于没有分配内存空间，会发生缺页异常，操作系统将为改程序分配内存，并将代码读入内存，继续执行改程序。

通过程序启动的过程可知，程序启动过程中，操作系统主要提供:

• 进程管理
• 存储管理
• 功能调用

二、操作系统的定义与作用

操作系统的定义

• 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合。
• 它们能以尽量 有效 、 合理 的方式组织和管理计算机的软硬件资源。
• 合理地组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能。
• 使得用户能够灵活、 方便 地使用计算机，使整个计算机系统高效率运行。

操作系统的作用

• 进行资源的管理
• 向用户提供各种服务
• 进行硬件的扩展

在资源管理方面的五大功能为:

三、操作系统的特性

操作系统有四大特性

• 并发性
• 共享性
• 虚拟性
• 随机性

并发性

并发: 能够同时处理多个不同的任务。

在计算机系统中同时存在多个程序运行，在单CPU上:
宏观上 ：通过轮训时间片看起来是同时执行的
微观上：任何时刻只有一个 程序真正在执行，即这些程序在CPU 上是轮流执行的。

并行 ：与并发相似，但多指不同程序同时在多
个硬件部件上执行。当多个程序被同一个CPU轮流执行，则为并发；当多个程序程序被多核多个CPU同时执行，则为并行。

共享性

共享:操作系统与多个用户的程序共同使用计算机系统
中的资源（共享有限的系统资源）
操作系统要对系统资源进行合理分配和使用资源在一个时间段内交替被多个进程所用，共享分为同时共享与互斥共享。

虚拟性

• 一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体,分时或分空间
• 虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率
  

随机性

随机:操作系统必须随时对 以不可预测的次序 发生
的事件进行响应并处理