一.操作系统的目标和功能
目标:
- 方便:操作系统使计算机更易于使用
- 有效:操作系统允许以更有效的方式使用计算机资源
- 扩展能力:在构建操作系统时,允许在不妨碍服务的前提下,有效的开发测试和引入新的系统功能
操作系统通常提供服务:
- 程序开发:为帮助程序员开发,操作系统提供各种各样的工具和服务,称为应用程序开发工具,如编辑器和调试器.
- 程序运行:运行一个程序有很多步骤,操作系统为用户处理这些调度问题,如指令数据加载到内存,初始化I/O设备和文件等
- I/O设备访问:操作系统隐藏每个I/O设备特有的指令集或控制信号.程序员可以使用简单的读/写操作来访问这些设备.
- 文件访问控制:操作系统了解存储介质中文件的数据结构,对多个用户的系统,还可以提供保护机制控制文件访问.
- 系统访问:对于共享和公共系统,提供对资源和数据的保护,避免未授权用户访问,同时还解决资源竞争时的冲突问题.
- 错误检测和响应:操作系统提供响应以清除错误的条件.
- 记账:好的操作系统可以手机对各种资源利用率的统计数据,监控数据.
二.操作系统发展历史
1.串行处理:用户预订机器时间,在分配时间内进行工作,每个程序运行中间需要大量准备时间,不同程序使用时间不确定,同时容易造成计算机闲置,浪费.
2.简单批处理系统:使用一个监控程序的软件,计算机操作员把程序按顺序组织成批,批量放在输入设备上,每个程序完成后返回到监控程序,同时监控程序自动加载下一个程序.提高了处理器的利用率,改善了准备时间,这样的缺点是一部分内存交付给监控程序,监控程序也消耗了一部分机器时间.
3.多道批处理系统:同时处理多个程序
4.分时系统:用户可以直接与计算机交互,多个用户通过终端同时访问系统,操作系统控制每个用户程序在很短的时间内交替执行.同时分时和多道程序设计引发了新的问题,比如内存中有多个程序,需要保证他们不互相干扰.例如数据不互相修改,同时多个交互用户间文件系统要进行保护等.
三.主要成就
操作系统开发中的4个重要理论进展
1.进程
2.内存管理
3.信息保护和安全
4.调度和资源管理
