操作系统
操作系统的定义与目标
定义:操作系统是控制管理计算机系统的硬软件,分配调度资源的系统软件。
目标:方便性,有效性(提高系统资源的利用率、提高系统的吞吐量),可扩充性,开放性。
操作系统的基本功能
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提供了用户与计算机之间的接口:GUI(图形用户界面),命令形式,系统调用形式。
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统一管理计算机资源:处理器资源,IO设备资源,存储器资源,文件资源;
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实现了对计算机资源的抽象:IO设备管理软件提供读写接口,文件管理软件提供操作文件接;
需要实现对硬件机器的拓展
没有任何软件支持的计算机称为裸机。在裸机上安装的操作系统,
可以提供资源管理功能和方便用户的服务功能,将裸机改造成功能
更强、使用更方便的机器
通常把覆盖了软件的机器成为扩充机器,又称之为虚拟机
操作系统的发展历程
操作系统的特征
最基本的特征,互为存在条件:并发,共享;
并发是虚拟和异步的前提
(1)并发:指两个或多个事件可以在同一个时间间隔发生,用户看起来是每个程序都在运行,实际上是每个程序都交替执行。
并行:指两个或多个事件可以在同一个时刻发生,多核CPU可以实现并行,一个cpu同一时刻只有一个程序在运行;
(2)共享:操作系统的中资源可供多个并发的程序共同使用,这种形式称之为资源共享。
- 互斥共享:当资源被程序占用时,其它想使用的程序只能等待。
- 同时访问:某种资源并发的被多个程序访问。
虚拟和异步特性前提是具有并发性。
(3)虚拟:表现为把一个物理实体转变为若干个逻辑实体。
- 时分复用技术:资源在时间上进行复用,不同程序并发使用,多道程序分时使用计算机的硬件资源,提高资源的利用率。
- 空分复用技术:用来实现虚拟磁盘(物理磁盘虚拟为逻辑磁盘,电脑上的C盘、D盘等)、虚拟内存(在逻辑上扩大程序的存储容量)等,提高资源的利用率,提高编程效率。
(4)异步:在多道程序环境下,允许多个进程并发执行,但由于资源等因素的限制,使进程的执行以“停停走走”的方式运行,而且每个进程执行的情况(运行、暂停、速度、完成)也是未知的。