【操作系统原理】01-操作系统概览

一、What&Why

◆ 操作系统是管理计算机硬件和软件资源的计算机程序
◆ 管理配置内存、决定资源供需顺序、控制输入输出设备等
◆ 操作系统提供让用户和系统交互的操作界面
◆ 从手机到超级计算机,操作系统可简单也可复杂
◆ 操作系统的种类是多种多样的,不局限于计算机
◆ 在不同的设备上,操作系统可向用户呈现多种操作手段

管理硬件、提供用户交互的软件系统

◆ 我们不可能直接操作计算机硬件
◆ 设备种类繁多复杂,需要统一界面
◆ 操作系统的简易性使得更多人能够使用计算机

二、操作系统的基本功能

操作系统统一管理着计算机资源
在这里插入图片描述

操作系统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
◆ 用户无需面向硬件接口编程
◆ 文件管理软件,提供操作文件接口

操作系统提供了用户与计算机之间的接口

◆ 命令形式
◆ 图像窗口形式
◆ 系统调用形式

三、操作系统相关概念

共享性

◆ 这种共同使用的形式称之为资源共享
◆ 共享性表现为操作系统中的资源可供多个并发的程序共同使用
◆ 多个程序可以同时使用主存资源

◆ 资源共享根据属性可分为两种方式

1.互斥共享形式

◆ 当资源被程序A占用时,其他想使用的话只能等待
◆ 只有进程A使用完以后,其他进程才可以使用该资源

2.同时访问形式

◆ 某种资源在一段时间内并发地被多个程序访问
◆ 这种“同时”是宏观的,从宏观去看该资源可以被同时访问

并发性

并行是指两个或多个事件可以在同一个时刻发生
并发是指两个或多个事件可以在同一个时间间隔发生

虚拟性

◆ 虚拟性表现为把一个物理实体转变为若干个逻辑实体
◆ 物理实体是真实存在的,逻辑实体是虚拟的
◆ 虚拟的技术主要有时分复用技术和空分复用技术

1.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

虚拟处理器技术

◆ 借助多道程序设计技术
◆ 为每个程序建立进程
◆ 多个程序分时复用处理器

虚拟设备技术

◆ 物理设备虚拟为多个逻辑设备
◆ 每个程序占用一个逻辑设备
◆ 多个程序通过逻辑设备并发访问

2.空分复用技术

◆ 空分复用技术用来实现虚拟磁盘、虚拟内存等
◆ 提高资源的利用率,提升编程效率

虚拟磁盘技术

◆ 物理磁盘虚拟为逻辑磁盘
◆ C、D、E等逻辑盘
◆ 使用起来更加安全、方便

虚拟内存技术

◆ 在逻辑上扩大程序的存储容量
◆ 使用比实际内存更大的容量
◆ 大大提升编程效率

异步性

◆ 在多道程序环境下,允许多个进程并发执行
◆ 进程在使用资源时可能需要等待或放弃
◆ 进程的执行并不是一气呵成的,而是以走走停停的形式推进

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