第一章 课程概述------操作系统(清华)笔记

注:该笔记的总结过程中,引用了其他博客的总结内容,我也只是再加工一下,自我  吸收,有些地方没有标注来源,如果原创作者觉得侵权,  请联系我。

操作系统是一门综合的课程,结合了许多不同的课程(程序设计语言,数据结构,算法,计算机体系结构等)

1、什么是操作系统

(1)从用户、控制的角度,操作系统是个控制软件,管理应用程序、为应用程序提供服务、杀死应用程序。

(2)从资源分配的角度来说,操作系统进行资源管理、管理各种外设、对资源进行分配。

-----操作系统将物力资源进行抽象:CPU抽象成进程、磁盘抽象成文件、内存抽象成地址空间提供给应用程序使用。


2、操作系统层次结构

硬件之上、应用程序之下。是个中间层的系统软件。

操作系统位于应用软件之下、为应用软件提供服务支撑,完成对硬件的管理。

操作系统有两层对外的接口:对外暴露的接口外壳(Shell),和面向内部的内核(Kernel)。

操作系统管理的主要的三个资源:CPU(CPU调度,进程,线程)、内存(物理内存,虚拟内存)、磁盘(文件系统)、与硬件相关的底层(中断、IO、设备驱动操作系统管理的主要的三个资源:CPU(CPU调度,进程,线程)、内存(物理内存,虚拟内存)、磁盘(文件系统)、与硬件相关的底层(中断、IO、设备驱动

操作系统管理的主要的三个资源:CPU(CPU调度,进程,线程)、内存(物理内存,虚拟内存)、磁盘(文件系统)、与硬件相关的底层(中断、IO、设备驱动

硬件方面,操作系统需要良好的硬件管理,合理的资源分配,例如:由于硬盘速度跟CPU、内存相差很多,因此操作系统需要协调处理,所以操作系统需要良好的硬件管理和合理的资源分配

3、操作系统的内核

Kernel-操作系统内部组件,包括:CPU调度、物理内存管理、虚拟内存管理(给上层应用提供相对独立而且尽可能大的内存)、文件系统管理(存储和访问永久保存的数据)、中断处理与设备驱动(和底层设备直接打交道)等。

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4、操作系统(OS Kernel)的特征

(1)并发。计算机系统中同时存在多个运行的程序,需要OS管理和调度。

注意:区分并发和并行。 //并发指的是在一段时间内有多个程序可以运行

                                    //并行指的是在一个时间点上有多个程序可以同时执行。“一段时间”和“一个时间点”的区别。要实现并行,一般要求有多个CPU。单核CPU无法实现并行。并行:单处理器中进程被交替执行,表现出一种并发的外部特征;在多处理器中,进程可以交替执行,还能重叠执行,实现并行处理,并行就是同时发生的多个并发事件,具有并发的含义,但并发不一定是并行,也就是说事件之间不一定要同一时刻发生;

拓展:并发:同一时间段有几个程序都处于已经启动到运行完毕之间,并且这几个程序都在同一个处理机上运行,并发的两种关系是同步和互斥;

          同步:进程之间存在依赖关系,一个进程结束的输出作为另一个进程的输入。具有同步关系的一组并发进程之间发送的信息称为消息或者事件;

          互斥:进程之间访问临界资源时相互排斥的现象;


(2)共享。多个应用程序在宏观上可以“同时”访问内存、I/O等资源,但在内部可能是互斥或分时的(同一个时间点,某些资源只能由一个程序使用)。

(3)虚拟。利用多道程序设计技术,把一台物理机器虚拟成多台虚拟机器。让每个用户都觉得有一个计算机专门为他服务。

4)异步。程序的执行不是一贯到底,而是走走停停的,向前推进的速度不可预知,取决于系统的管理。但只要运行环境相同,OS需要保证程序运行的结果也要相同。

5,如何学习操作系统:理论加实践(阅读代码,Code)





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