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计算机操作系统笔记——操作系统概述2022-01-24 21:06·程序员韦歌1. 什么是操作系统这个问题没有定论有以下四种观点：User/Computer Interface：该观点认为OS是计算机用户使用计算机系统的接口它为计算机用户提供了方便的工作环境Virtual Machine ：该观点认为OS是建立在计算机硬件平台上的虚拟机器它为应用软件提供了许多比计算机硬件功能更强或计算机硬件所没有的功能Resource Manager：该观点认为OS是计算机系统中各类资源的管理者它负责分配、回收以及控制系统中的各种软硬件资源Job Organizer：该观点认为OS是计算机系统工作流程的组织者它负责协调在系统中运行的各个应用软件的运行次序2. 分析OS的功能性需求和非功能性需求人们对软件系统提出很多的期望这些期望包括三种类型：软件系统能提供的服务；（功能性需求）软件系统在提供这些服务时,需要满足的限制条件；（非功能性需求）软件系统具有适应某些变化的能力（非功能性需求）2.1 OS的功能性需求计算机用户需要的用户命令由OS实现的所有用户命令所构成的集合常被人们称为OS的Interface(用户接口)；有时也称为命令接口(用户)命令：指计算机用户要求计算机系统为其工作的指示命令的表示形式：字符形式菜单形式图形形式命令的使用方式：脱机使用方式（命令不受计算机控制）联机使用方式（命令受计算机控制）应用软件需要的System Call(系统调用)由OS实现的所有系统调用所构成的集合被人们称为程序接口或应用编程接口(Application Programming Interface, API)当前两种常用的API：POSIX.1、WIN32 API注：程序接口事实上定义了一台虚拟计算机该虚拟计算机包含一组抽象概念以及与这组抽象概念相关的系统服务2.2 OS的非功能性需求性能效率maximize throughput, minimize response time, and in the case of time sharing, accommodate as many users as possible公平性可靠性安全性可伸缩性可扩展性可移植性3. 专业术语作业：计算机用户在一次上机过程中要求计算机系统为其所做工作的集合；作业中的每项相对独立的工作称为作业步离线作业：计算机用户不能在此类作业被计算机系统处理时改变已定义好的作业步在线作业：计算机用户可以在此类作业被计算机系统处理时随时改变其作业步线程：程序的一次相对独立的运行过程；在现代OS中线程是系统调度的最小单位进程：系统分配资源的基本对象；在现代OS中进程仅仅是系统中拥有资源的最小实体；不过在传统OS中进程同时也是系统调度的最小单位进程是给线程分配资源的进程与线程的关系就像火车与车厢的关系一个火车可以有很多车厢（参考链接：线程和进程的区别是什么 - biaodianfu的回答 - 知乎https://www.zhihu.com/question/25532384/answer/411179772）虚拟存储：简单地说就是进程的逻辑地址空间；它是现代OS对计算机系统中多级物理存储体系进行高度抽象的结果文件：简单地说就是命名了的字节流；它是现代OS对计算机系统中种类繁多的外部设备进行高度抽象的结果4. OS的演变、类型及特征串行处理：没有操作系统通过开关和亮灯来展示输入输出显然浪费处理时间也浪费了运行时间简单批处理系统：单道批处理系统：一次只能有一道程序准备运行就相当于只有一个程序在内存中多道批处理系统：允许多道程序同时准备运行就相当于有多个程序在内存中分时系统：这个就是隔一段时间就跳到另外一个程序执行不管现在这个程序是否执行完成这样的系统强调的是最小化响应时间实时系统：强调系统的实时性比如购票软件上购买火车票现代OS的两个基本特征5. 任务共行：从宏观上看任务共行是指系统中有多个任务同时运行从微观上看任务共行是指单处理机系统中的任务并发（Task Concurrency：即多个任务在单个处理机上交替运行）或多处理机系统中的任务并行（Task Parallelism：即多个任务在多个处理机上同时运行）资源共享：从宏观上看资源共享是指多个任务可以同时使用系统中的软硬件资源从微观上看资源共享是指多个任务可以交替互斥地使用系统中的某个资源5. 一种常见的OS总体结构风格大多数现代OS其总体结构包含两类子系统：用户接口子系统：用户接口子系统提供计算机用户需求的用户命令基础平台子系统：基础平台子系统提供应用软件需求的系统调用注意：用户接口子系统在实现各种用户命令时能够引用基础平台子系统所提供的各种系统调用但基础平台子系统在实现各种系统调用时不会引用用户接口子系统所提供的各种用户命令6. 基础平台子系统结构风格比如 A<->B<->C<->D分层结构风格的结构特征：B依赖C但不依赖D也不依赖A分级结构风格的结构特征：B依赖C依赖D不依赖A分块结构风格的结构特征：B独立因此：分层结构风格是一种特殊的分级结构风格；分级结构风格是一种特殊的分块结构风格7. 双模式基础平台子系统两个模式基础平台子系统其总体结构包含两个模式模块；它们分别在两种不同的CPU特权模式下运行人们把双模式基础平台子系统的这两个模式模块分别称为核外子系统和核心子系统；微核结构设计思想：尽最大努力剔除核心子系统中的多余成份并把它们移到核心子系统中实现核心子系统只实现一些必要的简单的概念及其属性从而保持核心子系统简洁高效
图为殷一凡和殷玉珍。崔博群摄她的比赛不张扬，却总是能在不被看好的情况下超越自我，逐步提升。