未闻花名,不见花开
文章目录
- 1.1.1 操作系统的概念,功能
- 1.1.2 操作系统的特征
- 1.2 操作系统的发展和分类
- 1.3.1 操作系统的运行机制
- 1.3.2 中断和异常
1.1.1 操作系统的概念,功能
通过下图可以发现用户和操作系统是有一部分是相连的,这里需要看完这一节,用户可以通过GUI 或者命令接口可以直接和操作系统进行交互,而应用程序需要使用程序接口或者说系统调用的方式来与操作系统进行交互
我们逐层的打开文件夹,找到QQ.exe这个文件,这个文件就是经过操作系统的文件管理所放的,我们运行QQ也就需要将程序相关的数据存放内存,这里就涉及到操作系统的存储器管理,当程序正常运行的时候需要处理机CPU处理,这也就涉及到操作系统的第三个功能处理机管理,若是需要使用视频聊天这个功能,则需要摄像头这个设备,这也就需要操作系统的第4个功能,设备管理,这里也就是学习操作系统作为系统资源的管理者如何设计和实现这四个功能
操作系统要做的就是将一个个不便于操作的服务,改成便于人方便操作的接口,相当于在机器与人之间搭建一个桥梁
向上层提供方便易用的服务
早期是使用命令行的方式与操作系统进行交互的,命令接口又分为两种,一种叫做联机命令接口又叫做交互式命令接口,用户说一句系统作一句,另一种叫做脱机命令接口也叫做批处理命令接口
脱机命令接口也叫做批处理命令接口,也就是我们一次提一堆的命令,系统跟着做一堆
无论是联机命令接口还是脱机命令接口都是提供给用户直接使用的,操作系统还有一种接口叫做程序接口,这种接口是提供给程序员使用的
用户接口并不包括GUI
使得一个个简单的硬件组合起来有了更多的功能
本节回顾
本节中有可能会有考察的就是操作系统给上层提供了那些服务
1.1.2 操作系统的特征
并发
共享
有时候这个共享不经宏观上共享,微观上也确实是共享,比如有的时候一边打游戏一边听歌,这个时候扬声器是被两个进程同时使用的
若是没有并发性,则系统中只有一个程序正在运行,也就意味着这两个程序不需要同时来访问硬盘,所以共享性失去存在意义,失去了并发性共享性也就失去了存在的意义,若是失去了共享性并发性也就不可能实现
虚拟
异步
本节回顾
1.2 操作系统的发展和分类
我们主要讲解的是绿框的部分,注意各种类型操作系统要解决的是什么问题,以及各自的优缺点
手工操作阶段
程序员写程序是写在纸带上的,有空的地方代表二进制的1,没孔的代表二进制的0,然后将纸带放在纸带机上,然后用计算机读,计算机再把运行的结果输入到纸带机上,程序员再读,但是放纸带以及取纸带的时间是较慢的,并且一个纸带时候是独占计算机的、
单道批处理系统
各个程序员可以把纸带放在外围机上,把数据放在磁带上,此时的计算机运行一个监督程序的程序,控制计算机自动的从磁带上输入输出数据,可以看到引入外围机之后,输入输出所占的比例降低了,但是程序依然是串行的执行的
多道批处理系统
当设备进行第一个作业的输出时,此时的输入设备是空闲的,也就可以同时进行第二个作业的输入
分时操作系统
老渣以一个小时为时间片,能让每个女人在一个小时内都能被响应,每个女人都感觉老渣一直在陪她
实时操作系统
知识回顾
1.3.1 操作系统的运行机制
应用程序:比如QQ什么的
内核程序:包含操作系统中最重要,最内核的,最必不可少的东西,所以操作系统所有的功能未必在内核中,如用户图像化界面GUI
CPU设计的时候是能够区分特权指令还是非特权指令,CPU如何能够区分正在运行的是内核程序还是应用程序呢?
但是CPU任何进行两种状态之间的切换?
本节总结
1.3.2 中断和异常
中断的作用
中断的类型
中断的类型分为内中断和外中断,内中断也称为异常
内中断
CPU 在用户太执行特权指令,这个非法的事件会触发一个中断信号,CPU会拒绝执行这个特权指令,接下来CPU会自动的转变成内核态,并执行处理这个中断信号的内核程序,因此在发生这样的非法的事情之后,系统的管理者又重新夺回来系统的控制权,若是此时执行的指令是非法的,或者指令的参数是非法的则会发生一个内中断
之前我们提到的系统调用就是使用这个陷入指令来完成的,陷入指令是一个特殊的指令,但不是一个特权指令,因为陷入指令是在用户态下执行的
外中断
注意这里的中断信号并不是来自程序执行的内部,而是由时钟部件发出的,接下来CPU 会处理这个中断信号,并转化为内核态,开始执行这个处理中断信号的内核程序,然后内核会决定让另外一个应用程序也执行相同的时间,发出中断信号的也不是只有时钟部件还有内核IO设备处理完工作之后也会发出中断信号
中断的分类
中断机制的基本原理
知识回顾