操作系统——导论

• 操作系统定义 ：程序运行、资源管理、服务用户
• 计算机系统结构：硬件、操作系统、应用程序、用户
• 计算机系统组织：启动、中断、IO结构、存储结构
  • 启动：确认设备正常后开启引导程序（初始化设备，操作系统载入内存，运行第一个进程init（）,等待事件发生）一般位于ROM或EEROM中
  • 中断：软中断（软件触发不可屏蔽）、硬中断（CPU发信号触发可以屏蔽）
    • 发生中断以后CPU运行中断服务程序ISR，系统通过中断向量表管理中断请求
    • 举例：I/O设备发生事件、异常事件（断电、部件失灵）、非法指令（除数为0、指令不存在）
    • 中断发生：保存当前进程的程序计数器，跳到中断服务程序运行，结束后返回被中断程序
    • 现代的操作系统被视为以中断驱动或事件驱动系统
  • I/O结构：每个设备有自己的设备控制器，本地缓冲器和寄存器
    • CPU负责内存和本地缓冲器之间的数据传递
    • 设备控制器负责外部设备和本地缓冲存储之间的数据传递
    • 设备控制器通过中断通知CPU表示I/O结束
    • DMA:以块为单位，外部设备主存直接交换数据，每完成块以后触发中断，原来是字节为单位，提速

      

    • 操作方法：同步（IO结束后用户程序有控制权）、异步（IO期间用户程序可以运行）
  • 存储结构：指令寄存器、数据寄存器
    • 一级存储设备（内存）、二级存储设备（不易失，如磁盘）
    • 存储设备：磁盘、闪存、固态硬盘
• 计算机系统体系结构：单处理器系统、多处理器系统、集群系统（多个自治系统组成，）
  • 对称结构，非对称结构（有主从关系，结构不太）
  • 多处理器环境下，每个处理器都要有自己的寄存器和高速内存来执行不同任务，提高效率
• 操作系统结构操作
  • 结构：批处理系统（无用户交互）、多道程序系统、分时系统（多任务系统）
    • 多道程序：提高CPU使用率
    • 多任务系统：公平使用
  • 操作：双重模式操作（用户、内核），模式位区分

    
• 操作系统管理内容：进程、内存、存储

  

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  • 缓冲：传输数据
  • 缓存：提高性能
  • 假脱机：低速字符设备与主机交换信息，通过虚拟设备共享
• 其他计算机系统：分布式、实时。。