《操作系统》知识点复习

定义：操作系统是对计算机资源（硬件、软件）管理、为用户提供服务（交互、运行环境）的软件、是种系统软件。
计算机用户与硬件之间一直运行的一个程序，狭义称为内核（kernel）程序
目标：方便用户解决问题、使用计算机，通过管理软件有效使用计算机硬件资源
结构：层次用户—》应用程序-》操作系统-》硬件
组织：启动：先确认每个设备是否正常->开启引导程序Bootstrap（主板）：设备初始化、操作系统载入内存、运行进程
中断：一个事件的触发是由软中断、硬中断实现
Ctrl+Alt+Delete快捷启动是什么中断？
软中断是执行中断指令产生的，而硬中断是由外设引发的。
硬中断的中断号是由中断控制器提供的，软中断的中断号由指令直接指出，无需使用中断控制器。
硬中断是可屏蔽的，软中断不可屏蔽。
有专门的文件标识符
标准输入：键盘
标准输出：显示器

多道程序设计的基本特征：无序性、多道性、间断性
分时系统追求：快速响应用户

I/O结构：设备控制器有本地缓冲器，CPU负责内存与本地缓冲器之间的数据传递，设备控制器控制本地缓冲器和外设之间的。通过中断通知I/O设备操作完成
所以为了提高cpu利用率，采用DMA直接访问内存方式，以块为单位完成传送触发中断
I/O操作：同步：只有I/O结束后，用户程序才能运行
异步：I/O期间，用户程序也能运行

存储结构：存储设备：1.磁盘 2.闪存 3.固态硬盘
计算机系统的体系结构：单处理器系统：只有1个通用处理器来处理用户进程的指令，其他专用处理器只接受系统指令。
多处理器系统：多个处理器共享一个内存，操作系统可以运行在一个或多个CPU上
每个处理器都有自己的寄存器 -》并行计算能力

                           集群系统：互相连接的计算机组成的并行分布式系统

操作系统的结构：简单结构：MS-DOS THE进行了层次划分
(1) 批处理系统：由人为方式调度程序运行
(2) 多道程序系统：调度程序已经放在操作系统了（提高CPU使用率）
(3) 分时系统，又称多任务系统：给每个任务赋予一个时间片（让每个任务公平使用CPU）
现在既是多道程序又是多任务系统

操作：双重模式操作

用户态：执行用户程序
管态（核心态）：操作系统执行用模式位区分
出现中断或陷阱硬件切换到管态

特权指令：有可能引发错误的指令，在管态正常使用，用户态事，使用系统调用，软中断进入管态
I/O保护：所有I/O指令都是特权指令
内存保护：保护中断向量、中断服务程序，基址、界限寄存器
在中断发生后，进入中断处理的程序属于操作系统程序
CPU保护：防止用户陷入死循环使用timer定时器产生中断，控制权返回OS

操作系统的服务：提供用户接口、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、出错检测（资源分配、账务、保护）

运行程序与操作系统传参：寄存器、内存的一张表、程序把参数压入栈

操作系统的管理： OS的基本特性是并发和共享
1.进程（process）管理：
顺序执行的特征：顺序性、封闭性（独占系统的资源）、可再现性（初始条件相同、结果相同）
进程是运行着的程序
程序与进程的概念区别：程序是被动实体，而进程是活动实体，程序是永久的，都可一对多
一个进程：程序代码、当前活动、相关数据、栈（临时数据）、堆（动态数据）、数据段（全局变量）
进程的特征：结构特征（进程实体=程序段+相关数据段+PCB）、动态性、并发性、独立性、异步性
进程状态：新建、就绪、运行、等待、终止
进程控制块PCB：专门的数据结构，记录进程外部特征，描述进程的运动变化过程
2.内存管理
提高内存使用率、管理数据的存储、指令的运行
3.存储管理：文件系统管理
操作系统对存储设备的物理属性进行了抽象的定义，即文件，它是存储的逻辑单元。
大容量存储系统、一般是二级存储设备。
高速缓存，临时存储设备、置在高速与低速设备之间
在多任务环境下、多处理器环境下，分布式环境下必须要保
证数据的一致性，用硬件解决
4.I/O子系统
针对用户隐藏具体硬件设备的特性