操作系统-计算机系统概述-特性发展分类分层结构

news/2025/2/22 0:29:05/

目录

一、定义

1.1特征

二、操作系统的分类和发展

2.1手工操作阶段

2.2批处理阶段

2.2.1单道批处理系统

 2.2.2多道批处理系统

2.3分时操作系统

2.4实时操作系统 

2.5 网络操作系统

2.6分布式操作系统 

2.7  个人计算机操作系统

三、操作系统的运行与机制

内核态和用户态的切换

四、中断和异常

4.1中断的作用

4.2中断的类型

内中断

外中断 

五、系统调用

 分类

 调用过程

六、操作系统的体系结构 

分层发

模块化

​编辑

大内核和微内核

 外核​

 七、操作系统引导

 八、虚拟机


一、定义

操作系统(OS)是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理的组织调度计算机的工作和资源的分配;以提供给用户和其他软件方便的接口和环境;它是计算机系统中最基本的系统软件

1.1特征

并发:指两个或多个事件在同一个时间间隔内发生,这些事件宏观上是同时发生的,但微观上是交替发生的         注意:并行是事件同一时刻发生

共享:即资源的共享,是指系统中的资源可供内存中多数个并发的进程共同使用

互斥共享方式(一时段只允许一个进程访问该资源)

同时共享方式(一时段允许多个进程访问该资源)

如果失去并发性,就失去了共享的意义,若失去共享,无法同时发文件也无法并发 

虚拟:指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物,物理实体是实际存在的,而逻辑上对应物是用户感受到的

空分虚拟技术(如虚拟存储器技术)

时分虚拟技术(如虚拟处理器)

异步:在多道程序下,允许多个程序并发执行,但由于资源有限,进程的执行不是一贯到底的,而是走走停停,以不可预知的速度前进

只有系统拥有并发性,才有可能导致异步性

二、操作系统的分类和发展

2.1手工操作阶段

2.2批处理阶段

2.2.1单道批处理系统

 2.2.2多道批处理系统

2.3分时操作系统

解决人机交互问题

2.4实时操作系统 

2.5 网络操作系统

2.6分布式操作系统 

2.7  个人计算机操作系统

windowsXP,MacOS,方便个人使用

三、操作系统的运行与机制

程序如何运行的=》代码编译成二进制机器指令,如何部件运行指令

内核程序:一些人负责实现操作系统,写的就是内核程序,也是最接近硬件的部分 

应用程序:普通程序员写的程序就是应用程序

特权指令:不允许用户直接使用的指令,如I/O,置中断指令,送状态字到寄存器等

非特权指令:用户直接使用的指令,不直接访问系统中软件和硬件资源,仅限访问用户的地址空间

内核态:运行的是内核程序,执行的是特权指令

用户态:运行的是应用程序,执行的是非特权指令

内核态和用户态的切换

内核态->用户态:执行一条特权指令----修改psw的标志为“用户态”,意味着让出cpu使用权

用户态->内核态:由“中断”引发,硬件自动完成变态过程,触发中断信号意味着强行夺回CPU使用权

四、中断和异常

4.1中断的作用

cpu会运行两种程序,一种操作系统内程序,一种应用程序

4.2中断的类型

内中断

与当前执行的指令有关,中断信号来源CPU内部

1.试图用户态执行特权指令

2.执行触法指令时发现除数为0

3.有时应用程序请求内核服务时,会执行一条特殊指令---陷入指令,该指令引发一条内部中断信号

外中断 

与当前执行的指令无关,中断信号来源于CPU外部

1.时钟中断--由时钟部件发出的中断信号

2.I/O中断请求

五、系统调用

 分类

 调用过程

六、操作系统的体系结构 

分层发

模块化

大内核和微内核

 外核

 七、操作系统引导

 八、虚拟机

使用虚拟技术,将一台物理机器虚拟化为多台虚拟机器,每个虚拟机器都可以独立运行一个操作系统

 


http://www.ppmy.cn/news/173656.html

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