计算机系统概述
1.1概念
~操作系统特征：
并发(最基本)：并行需要相关硬件的支持(流水线与多处理机硬件环境)，
共享(最基本)：同时访问，互斥共享(打印机，磁带机，一段时间只允许一个进程访问叫临界资源)
虚拟：时分复用CPU(一个物理CPU虚拟成多个逻辑CPU)，空分复用虚存(一台物理IO设备虚拟为多台逻辑IO设备)
异步：各进程推进速度不一致
~目标/功能：
管理计算机：处理机/存储器/设备/文件
提供用户接口：命令接口(联机即交互式命令/脱机即批处理命令接口)，程序接口(系统调用即广义指令)，GUI
扩充机器：由最内层裸机到最外面操作系统，进行了扩充
1.2发展与分类
~手工操作阶段(此阶段还未算有操作系统)：单用户独占全机，CPU等资源利用率低
~批处理阶段：为解决人机矛盾(单道批处理)及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾(多道批处理)
单道批处理：自动性(作业可成批进行)，顺序性(按进入内存先后执行)，单道性(内存中仅有一道程序)
多道批处理：内存同时存在多道程序，宏观并行微观串行(作业等待IO被阻塞时让出CPU，有中断技术，无时间片)
目标：改进单道批处理利用率低问题，提高利用率，改进处理器/内存/IO设备的分配，组织存放大量程序与数据
缺点：不提供人机交互，响应时间长
~分时操作系统：交互性(改进多道批处理不能人机交互)，同时性与独立性(多用户)，及时性(短时间内获得响应)
~实时操作系统：分硬实时与软实时，有及时性，可靠性
1.3用户态(目态)与核心态(管态)
~核心态指令：
时钟管理：提供标准系统时间，实现中断及进程切换，实现时间片轮转调度，实时系统按截止时间控制运行
中断机制：提高多道程序运行环境中CPU的利用率，负责保护和恢复中断现场的信息，转移控制权到相关的处理程序
原语：系统最低层最接近硬件，不可分割地完成(屏蔽中断)，如设备驱动，CPU切换，进程通信
系统控制的数据结构与处理：进程管理(不需硬件支持)，存储器管理，设备管理等
~用户态转换成核心态：
中断/外中断：来自CPU执行指令以外的事件发生(设备发出IO结束中断表处理完成，时钟中断(中断有关寄存器PC,PSWR))
异常/内中断：来自CPU执行指令内部的事件发生(非法操作码，地址越界，算术溢出，缺页，陷入/访管指令(非特权指令))
系统调用：请求或释放设备，文件读写建删，进程建销阻唤及传递消息，内存分配与回收
~转换设备：
用户态到核心态：硬件
核心态到用户态：操作系统
1.4体系结构
~大内核：将所有主要功能模块作为一个紧密整体运行在核心态，从而为应用提供高性能的系统服务
~微内核：将内核最基本的功能保留，其余移到用户态，频繁切换开销大故将系统服务作为运行库链接到用户程序
第三章 内存管理
快表读取不耗时，主存存取1us，缺页时置换页有修改的要写回则耗20ms，无修改的耗8ms，求有效存取时间
x%在快表可查，然后1us在主存中读取，总耗时(1us)
1-x%缺页且y%未修改，则置换后顺便写入快表（不耗时），再查快表得地物址读主存，总耗时(1-x%)(y%)(8ms+1us)
1-x%缺页且1-y%有修改，则置换后顺便写入快表（不耗时），再查快表得地物址读主存，总耗时(1-x%)(1-y%)(20ms+1us)
快表命中率x%，查快表耗时0us，不命中时查慢表y%会缺页，慢表在主存，主存存取一次1us，磁盘存取一次20ms
x%在快表查到物址0us，在主存中读取1us，总耗时(0us+1us)
1-x%不命中且1-y%不缺页，在慢表查得物址，读主存并顺便写入快表（不耗时），总耗时(1-x%)(1-y%)(0us+1us+1us)
1-x%不命中且y%缺页，比较复杂！！！
首先查快表0us，失败后查慢表1us
然后缺页，主存与外存交换数据并更新慢表及快表20ms
最后读快表0us，成功后读主存1us取得页面（缺页中断后重新执行指令）
总耗时(1-x%)(y%)(1us+20us+1us)
来源：https://blog.csdn.net/cj1064789374/article/details/98784822