白话操作系统笔记2 ——特征与功能

接下来我们要做的事情就是如何把房子盖起来
现代操作系统为了能做到这一点,为自己量身订造了几条不可撼动的规则
用四个词来描述,就是
并发,共享,虚拟,异步

这四个概念,是贯穿操作系统的理论基础,就像欧几里得的几条公里推出了现代数学体系一样,深刻了解这些概念,可以更全更深的理解操作系统

一句话概括
并发
指两个或者多个事件在同一时间间隔发生
共享
系统中资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用
虚拟
把一个物理上的实体编程变为若干个逻辑上的对应物
异步 进程执行不是一贯到底,而是走走停停

并发:
由于多个程序要执行,所以必须并发,重点在于是同一时间间隔,宏观上是多道程序同时,微观上单处理机下依然只有一道程序执行,通过分时实现交替执行,所谓分时,就是大家轮流使用一段固定的时间
与并行区别 :并行是真正意义的同时完成多个工作,需要硬件支持,比如多流水线等

共享:分为互斥共享和同时共享方式
既然共享,为啥互斥呢?其实很简单,互斥共享就像上厕所一样,虽然大家都能用,总不能一起用吧?所以类似于打印机这些都规定 一段时间只能一个进程访问资源 (如果现在不了解进程没关系,以后会经常碰到)

同时共享,除了上厕所之外呢,有些资源,比如看电视,大家是可以一起用的,不过要注意的时,这样的同时依然是宏观上的,微观上依然有可能是进程交替访问,只不过访问顺序不影响

虚拟:
在原材料中,石头就是石头,但是在房子中,有些石头是地基,有些石头是墙壁。操作系统会通过一系列的映射规则将物理实体映射到虚拟空间中,在后面的章节中会一一讲解

异步:
资源有限,尤其是I/O速度比CPU速度慢得多,所以大量的进程往往都不是一下就执行完,为了实现效率最大化,进程往往是走走停停地执行


以上四点是操作系统的基本特征,那么作为一个有追求的盖房工头,操作系统除了给自己定了这几条规则之蛙,自己也得有本事啊

操作系统的功能:处理机管理,存储器管理,设备管理和文件管理,向用户提供接口

处理机管理 :可以归结为对进程的管理,所以与进程相关的很多都是操作系统需要做的,包括进程创建,进程控制,进程同步,进程通信,死锁处理,处理机调度等

存储器管理 :为了给程序运行提供良好的环境,方便使用以及提高利用率,主要包括内存分配,地址映射,内存保护,共享和内存扩充等

文件管理 :计算机中的信息都是以文件形式存在的,操作系统会有相应的文件系统,包括管理文件存储空间,目录,文件读写及保护

设备管理 :完成用户的I/O请求,包括缓冲管理,设备分配,设备处理和虚拟设备等

以上列举的很多都是接下来要深入学习的知识,比如处理机中的死锁处理就会包括死锁出现的四个条件,哲学家进餐问题,死锁预防,死锁避免等,还会讨论这些方法的效率等等,我目前的学习新知的思路就是

要解决什么问题——弄懂解决的办法——分析办法的CPU利用率等代价——改进方法
接下来我就不再泛泛而谈,而是真实的解决问题,深入概念





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