计算机操作系统概述(一)

1. 基本特征
   1. 并发
   2. 共享
   3. 虚拟
   4. 异步
2. 基本功能
   1. 进程管理
   2. 内存管理
   3. 文件管理
   4. 设备管理
3. 系统调用
4. 宏内核和微内核
5. 中断分类
   1. 外中断
   2. 异常
   3. 陷入

基本特征

1.并发

　　并发：宏观上，一段时间能运行多个程序，实际上是时间片轮转

　　并行：同一时刻运行多个指令，需要硬件支持，如多流水线，多核处理器或分布式计算系统

　　操作系统引入进程和线程，使程序能够并发运行

2.共享

　　共享：系统中的资源可以被多个并发进程共同使用

　　互斥共享：互斥共享的资源称为临界资源，如打印机，在同一时间只允许一个进程访问，需要同步机制来实现互斥访问

　　同时共享

3.虚拟

　　虚拟技术：把一个物理实体转化为多个逻辑实体

　　时分复用技术 && 空分复用技术

　　多个进程在处理器上并发执行使用的时分复用技术，每个进程轮流占用处理器，每次执行一小个时间片并快速切换

　　虚拟内存使用了空分复用技术，它将物理内存抽象为地址空间，每个进程都有各自的地址空间。地址空间的页被映射到物理内存，地址空间的页并不需要全部在物理内存中，当使用到一个没有在物理内存的　　页时，执行页面置换算法，将该页置换到内存中。

4.异步

　　异步：进程不是一次性执行完毕，而是走走停停，以不可知的速度向前推进。

　　异步是相对同步而言的，同步就是等待，异步就是不等待。

基本功能

1. 进程管理：进程控制，进程同步，进程通信，死锁处理，处理机调度
2. 内存管理：内存分配，地址映射，内存保护与共享，虚拟内存
3. 文件管理：文件存储空间的管理，目录管理，文件读写管理和保护
4. 设备管理：完成用户的I/O请求，方便用户使用各种设备，并提高设备的利用率等。主要包括缓冲管理，设备分配，设备处理，虚拟设备等。

系统调用

　　如果一个进程在用户态需要使用内核态的功能，就进行系统调用从而陷入内核，由操作系统代为完成

 

 linux的系统调用主要有以下这些：

Task	Commands
进程控制	fork(); exit(); wait();
进程通信	pipe(); shmget(); mmap();
文件操作	open(); read(); write();
设备操作	ioctl(); read(); write();
信息维护	getpid(); alarm(); sleep();
安全	chmod(); umask(); chown();

宏内核和微内核

　　宏内核：将操作系统功能作为一个紧密结合的整体放到内核。由于各模块共享信息，因此有很高的性能。

　　微内核：由于操作系统不断复杂，因此将一部分操作系统功能移除内核，从而降低内核的复杂性。移出的部分根据分层的原则划分成若干服务，相互独立。

　　在微内核结构下，操作系统被划分成小的、定义良好的模块，只有微内核这一个模块运行在内核态，其余模块运行在用户态。因为需要频繁地在用户态和核心态之间进行切换，所以会有一定地性能损失。

 

 

 中断分类

　　外中断：由CPU执行指令以外的事件引起，如I/O完成中断，表示设备输入/输出处理已经完成，处理器能够发送下一个输入/输出请求。此外还有时钟中断、控制台中断等。

　　异常：由CPU执行指令以内的事件引起，如非法操作码、地址越界、算术溢出等。

　　陷入：在用户程序中使用系统调用。

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来源： https://www.cnblogs.com/yuan-sen/p/15492192.html