操作系統第一章總結/
阿新 • • 發佈：2018-10-06
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第一章 操作系統概述
- 操作系統功能：計算機系統資源的管理者，用戶和計算機硬件系統之間的接口，可用做擴充機器。
- 操作系統是一種系統軟件。
- 操作系統特征並發，共享，虛擬，異步。
- 命令接口：用戶利用這些操作命令來組織和控制作業的執行。
- 程序接口（系統調用，廣義指令）：編程人員使用它們請求操作系統服務。
- 系統調用是操作系統提供給應用程序使用內核功能的接口。
- 系統中緩存全部由操作系統管理，用戶不可見。
- 操作系統管理：處理機管理，存儲器管理，文件管理，設備管理，用戶接口。
- 多道批與單道相比，優點是cpu利用率高，系統吞吐量大。
- 中斷技術使得多道批處理系統和io設備與cpu並行。
- 批處理操作系統的用戶脫機使用計算機，作業成批處理，系統內多道程序並發執行，幾乎無交互能力。
- 分時操作系統可以多個用戶同時使用計算機，人機交互能力強，具有每個用戶獨立使用計算機的獨占性，要求比較快速響應用戶。
- 實時操作系統必須是在被控制對象規定時間處理來自外部的事件，通常采用搶占式的優先級高者優先算法，目標是安全可靠，及時 ，快速處理。
- 特權指令是計算機不允許用戶直接使用的指令，只能操作系統自己使用，比如io指令，置中斷指令，存取用於內存保護的寄存器，送程序狀態字到程序狀態字寄存器的指令。
- 核心態指令實際上是系統調用和一些針對時鐘，中斷，和原語的操作指令。
- 從用戶態到核心態的唯一方法是中斷或異常，通過硬件實現。
- 中斷指來自cpu執行指令以外的事件的發生，通常與當前程序運行無關的事件，可設置屏蔽，如設備發出的io結束中斷，時鐘中斷。
- 進入中斷的程序，是操作系統程序。
- 異常（內中斷，例外，陷入）指源自cpu執行指令內部的事件，一旦出現必須處理，如程序的非法操作碼，地址越界，算數溢出，虛存缺頁，和專門的陷入指令。
- 系統調用發生在用戶態，執行在核心態。用戶使用系統調用命令，該命令經過編譯，形成若幹參數和陷入指令（引起中斷）。
- 系統調用的過程，傳遞系統調用參數，執行陷入指令，執行相應服務程序，返回用戶態。
- 外部中斷發生在用戶態，執行在核心態。（缺頁發生在用戶態，執行在核心態）
- 訪管指令只能自用戶態使用，是程序自願進管。
- 進程調度是操作系統內核進程，無需用戶幹預，發生執行都在核心態。
- 通用操作系統使用時間片輪轉調度算法，程序不需要預定運行時間，程序執行時，必須要從起始位置開始執行。
- 時鐘管理（置時鐘），地址映射（重定位寄存器），中斷系統都需要硬件支持。
- io指令需要中斷操作，中斷必須在核心態執行，所以輸入輸出必須要在核心態執行。
- 為啥要區分核心態和用戶態，咋轉換：目的是為了保護系統程序，用戶態到核心態的轉換發生在中斷產生時，核心態到用戶態的轉換發生在中斷返回用戶程序時。
- 為啥說出現中斷和通道技術，多道才有用：cpu與外設傳輸在時間上的重疊必須有中斷和通道技術，cpu啟動通道傳輸數據後便執行其他程序，通道進行輸入輸出，通道工作結束，通過中斷向cpu發出中斷請求，cpu暫停正在執行操作，轉去處理中斷，處理完繼續原來工作，做到真正的cpu與io設備並行。（1)通道是一種控制一臺或多臺外設的硬件機構，一旦啟動就獨立於cpu，做到了輸入輸出與cpu並行，早期是主機不斷詢問（2）中斷技術，在輸入輸出結束時候或者硬件發生故障，cpu才轉去處理。
- 微內核：將內核中最基本的功能（如進程管理）保留在內核，那些不需要在核心態執行的功能移到用戶態執行，根據分層被劃分成若幹服務程序，降低內核的設計復雜性。微內核最大的問題就是性能問題，要頻繁的在核心態和用戶態之間進行切換，系統開銷大。
- 微內核結構的特點：添加系統服務時，不需修改內核，內核的服務越少越穩定，系統更可靠。
操作系統第一章總結/