计算机操作系统发展史
第一阶段，硬件昂贵，人力便宜，一个人写代码，手工装入与装出纸带，一次一个作业
第二阶段，硬件昂贵，人力便宜，一个人写代码，一个人手工装入装出纸带，一次多个作业，即单批道处理但是慢的输入输出还是由CPU控制，于是产生了通道和中断技术，通道即能让CPU与输入输出操作并行，中断即能让刚才做输入输出的作业完成后，使CPU收到中断信号停止现在工作，重新来处理完成输入输出后的作业硬件不断发展，为了充分利用，出现多批道处理
第三个阶段，硬件便宜一些，人力开始昂贵，便出现了分时系统，于是做到了人工人员人手一机，
第四个阶段，硬件很便宜了，于是有了个人操作系统
第五个阶段，线代操作系统，规模大，早已进入互联网
操作系统分类
| 批处理操作系统 | 分时操作系统 | 实时操作系统 | 嵌入式操作系统 | 分布式操作系统 | 个人操作系统 |
|---|---|---|---|---|---|
| 作业成批的输入计算机 | 多个用户同时享用一台计算机 | 规定的严格时间内完成事情的处理 | 能嵌入 | 大量计算机通过网络连接在一起 | 单用户多任务 |
| 火箭发射，核电站控制 | MP3 ，手机，机器人 | 私人电脑呀 |
引入
- 为什么使用多道程序（multi-programming）？
提高计算机的各种资源使用效率 - 如何实现多道？
引进进程（process）
进程是什么？
1.程序的代码
2.程序的数据
3.CPU寄存器
4.堆（heap）：保存进程运行时动态分配的内存空间
5.栈（stack）：保存运行的上下文信息；函数调用时，保存函数的形参和局部变量
6.进程所占用的一组系统资源，打开的文件
资源角度：一组相关的资源构成资源环境 以上6点
运行角度：一个正在运行的程序（动态）
进程的特性
1.并发性
2.动态性:通用寄存器的数据变换；IP寄存器的指令变换；堆的空间的释放与分配；栈的出栈与进栈等等，都在变化；
3.独立性：拥有自己的一套逻辑寄存器（就是一个个内存变量）
进程运行逻辑寄存器的值装入物理寄存器中（物理寄存器只有一套），暂时不运行物理寄存器值保存入逻辑寄存器
程序是什么？
代码和数据（静态）
进程的创建与终止
| 进程创建 | 进程的终止 |
|---|---|
| 系统初始化 | 正常退出 |
| 正在运行的程序需要去创建进程 | 错误退出 |
| 用户发出请求，创建进程 | 致命错误 |
| 初始化批处理作业，创建进程 | 被其他进程终止 |
为什么引入线程？
进程可以并发执行，但进程的独立性让进程之间很难实现数据共享，进程通信，因此提出线程实体来代替进程
什么是线程？
线程：代码在这个资源环境的一条执行流程
进程=线程+资源平台
一个进程可以有多个线程
线程可以并发
相同的资源平台，共享相同的地址空间
共享的资源：
管理方面的大部分 如ID优先级
状态存储方面 代码，数据，堆等（一级资源，可以线程间共享，只有一份）
独享资源：栈和逻辑寄存器，N个进程N份
进程与线程的比较
| 进程 | 线程 | |
|---|---|---|
| 线程出来之后 | 资源的分配单位 | CPU的调度单位 |
| 资源情况 | 拥有完整的资源平台 | 共享一部分，独享一部分 |
| 三种基本状态 | 都有 | 都有 |
| 创建时间 | 长 | 短（通常快100倍） |
| 终止时间 | 长 | 短 |
| 切换时间 | 长 | 短（同一进程里的线程切换） |
| 使用资源通信开销 | 经由内核，开销多 | 不经由内核，开销少 |
线程必须依附于进程，而且线程独占资源少，称为轻量级的进程
线程实现
用户线程：不依赖操作系统的内核，由一组线程库函数完成线程的创建，终止，和管理
内核线程：由操作系统内核完成线程的创建，终止，和管理
进程通信
进程关系
独立与关联
关联需要通信
低级通信：进程之间只传递少量的控制信息，一般来说只有一个字节或者一个整形变量 ，信号量与信号
高级通信：任意数量的数据
1. 共享内存：操作系统管理的
2.消息传递
3.管道
进程调度
三个状态
运行：占有CPU
就绪：万事俱备，只欠东风
阻塞：等待，等待输入输出操作，与其他进程存在同步等
运行到阻塞：正在运行时，需要输入数据
就绪到运行：CPU调度
运行到就绪：CPU调度
阻塞到就绪：等待的事情完成了，条件成熟
进程死锁
参考资料：谌卫军 王浩娟《操作系统》