1. 操作系统—概述

🐋1.介绍

• 基本概述及原理

• 操作系统介绍

• 中断及系统调用

• 内存管理

• 进程及线程

• 调度

• 同步

• 文件系统

• I/O 子系统

🐋2. 什么是操作系统

用户角度：操作系统是一个控制软件

• 管理应用程序

• 为应用程序提供服务

• 杀死应用程序

程序角度：操作系统是资源管理器

• 管理外设、分配资源

• 抽象

  将 CPU 抽象成进程

  将磁盘抽象成文件

  将内存抽象成地址空间

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🐻2.1 操作系统层次

• 位于硬件之上，应用程序之下。

🐻2.2 操作系统的界面和内核

• Linux Windows Android 的界面属于外壳(Shell) ，而不是内核(kernel)。操作系统研究的是内核，处于 Shell 之下。

🐻2.3 操作系统内部组件

• CPU 调度器

• 物理内存管理

• 虚拟内存管理

• 文件系统管理

• 中断处理与设备驱动

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cpu: 主要是 cpu 的调度和进程线程的管理

内存： 物理内存和虚拟内存，物理内存就是实际的内存，虚拟内存为应用提供一个相对独立的空间（在有限的物理内存之上，虚拟出一个更大的，更安全的环境）

文件： disk 是以磁盘块作为一个读写的基本单位，访问比较底层不方便，于是在上面抽象成文件。

中断处理： 它是直接与底层硬件交流

🐻2.4 操作系统特征

• 并发
  

  一段时间内运行多个进程（并行 : 一个时间点运行多个进程，一般要求有多个 CPU)

  需要 OS 管理和调度

• 共享
  

  “同时”共享

  互斥共享

• 虚拟
  

  利用多道程序设计技术，让每一个用户觉得的有一个计算机专门为他服务

• 异步
  

  程序是走走停停，而不是一直运行，但是不管怎么走，只要运行环境相同，os要保证运行的结果也相同
  

🐋3. 操作系统历史

1. 早起计算机使用纸带传输程序和数据，os 只起到加载作用

2. 批处理阶段（一个程序一个程序的运行，每次都需要从外面导入程序）

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1. CPU 执行多个程序。此时不需要将要跑的程序，从磁盘放到内存中，大大减少 IO 的开销（直接全部都放到内存中）

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1. 当一个程序运行阶段，可能要进行 IO 操作，此时时间非常长，这时就可以运行另一个程序，当程序 1 完成 IO 操作后，就进行中断，停止程序 25，继续进行程序 1

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1. 提高交互性，上述的操作不需要人参与，交互性差，此时出现分时系统（通过分时使得不同的程序都有时间去执行工作。），目前计算机是 1/1000 秒产生一次分时。（而分时主要靠时钟定期产生中断）
   

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1. 多核 CPU

2. 分布式操作系统

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🐋4. 操作系统结构

MS-DOS

• 不分模块的单体内核（单体意味着通过函数调用实现（紧耦合））

微内核

• 尽可能把内核功能移动到用户空间（在操作系统内核中放基本功能（松耦合），其他的文件系统，内存管理等都放在外面以进程形式存在，进程与进程之间通过内核消息传递进制进行通信）