操作系统是计算机系统中 最基本的 系统软件
操作系统——特征
- 并发
同一时间间隔
内,系统中同时存在多个运行中的程序,也就是所说的并发执行
,打开任务管理器
,在进程
一栏中,我们可以看见多个不同类型的程序同时处于运行的状态。
这里需要注意的是 同一时间间隔(并发) 与 同一时刻(并行) 之间的区别:
正所谓外行看热闹,内行看门道。上面所说的多个不同类型的程序同时处于运行的状态,正是我们在任务管理器里宏观看到的,但是实际上每个时刻单处理机环境下都只能有一道程序进行,所以操作系统的并发性是通过分时得以实现的,并不是我们看到的同时刻运行。
- 共享
资源共享
,系统中的资源可供内存中多个并发进程
共同使用,共享方式主要分为两类:
①互斥共享方式
某些特定的资源,如果同时使用会造成输出混乱,因此在一时间段内只允许由一个进程访问资源。eg:打印机……
②同时访问方式
有一类资源在一段时间内可被多个进程"同时"访问
,这里说的同时还是上面说的分时的意思,进程交替
地对资源进行访问,即分时共享
。eg:磁盘设备
以上两种特征并发
与 共享
是操作系统最基本的特征,互为存在的条件:
1)资源共享以程序并发为前提,只有程序并发,才存在共享的问题;
2)如果不能合理地进行资源共享,也会影响并发的进行。
-
虚拟
顾名思义,将一个实体转换成逻辑上的对应物
,用于实现虚拟的技术,称为虚拟技术
,操作系统
中使用了多种虚拟技术来实现虚拟处理器
、虚拟内存
、虚拟外设
等。
虚拟处理器技术
是通过多道程序设计技术,采用多道程序并发执行方法来分时使用一个处理器的,所以一个处理器可以供多个用户(终端)使用。
综上所述:操作系统
的虚拟技术
可以分为时分复用技术
(eg:分时共享),空分复用技术
(eg:虚拟存储器) -
异步
多道程序环境可以允许多个程序并发执行
,但因为资源有限,进程的执行并不连贯
(eg:就像我们所说的运行内存,超出这个上限,打开的进程就会以出队列顺序被强行终止),以不可预知的速度向前推进。
异步会导致操作系统运行在一个随机的环境下,可能导致进程产生与时间有关的错误,但只要环境相同就不会产生该种错误。
操作系统——功能
举例:用户就像雇主(给工人下命令),操作系统就像工人(接收命令,操纵机器),计算机就像机器(由处理机、存储器、设备和文件几个设备组成),工人(扩充机器)接收命令(接口),机器开始运转功效。
- 计算机系统资源管理者
①处理机管理
多种环境下,处理机的分配和运行都以进程(或线程)
为单位,所以处理机管理也可以说成进程管理
,包括进程控制
、进程同步
、进程通信
、死锁处理
、处理机调度
等。
②存储器管理
为多道进程的运行提供良好环境。方便客户使用,提高内存利用率,主要功能包括:内存分配与回收
、地址映射
、内存保护
、内存共享
、内存扩充
等。
③设备管理
主要完成用户的I/O请求,方便客户使用,提高设备利用率,主要包括:缓冲管理
、设备分配
、设备管理
、虚拟设备
等。
④文件管理
计算机中的信息都是以文件
形式存在的,操作系统中文件系统
负责文件管理
。文件管理包括:文件存储空间管理
、目录管理
、文件读写管理
- 用户与计算机硬件系统之间的接口
为了方便用户的使用,操作系统还提供了用户接口,其中用户接口主要分为两类
1)命令接口
使用命令接口
进行作业控制
主要有两种方式:
①联机控制方式
②脱机控制方式
按照作业控制方式
可以将命令接口
分为:
①联机命令接口(交互式命令接口)
②脱机命令接口(批处理命令接口)
2)程序接口
由一组系统调用
(广义指令)组成,用户通过程序接口请求调用需求的资源。 - 扩充机器
没有任何软件支持的计算机叫裸机
在计算机最里边,外边是操作系统,操作系统
加强并丰富了裸机的功能,通常把覆盖软件的机器称为虚拟机(JVM)