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什么是操作系统 操作系统的功能： 操作系统层次结构 操作系统的特征 操作系统的历史 多道批处理特点 分时系统 操作系统的结构

什么是操作系统

操作系统的功能：

用户角度上

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

对于内部管理的对象

资源管理 管理外设、分配资源

可以看出，操作系统是一个管理的角度，来给底层的应用程序，底层硬件提供管理控制服务的功能。

操作系统把
CPU 抽象成 进程
磁盘 抽象成 文件
内存 抽象成 地址空间

操作系统层次结构

硬件之上，应用程序之下

kernel（内核）-操作系统内部组件，包括：

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

操作系统的特征

OS Kernel的特征：

并发
计算机系统中同时存在多个运行的程序，需要OS管理和调度 共享
“同时”访问
互斥共享 虚拟
就是前面的抽象成
利用多道程序设计技术，让每个用户都觉得有一个计算机专门为他服务 异步
程序的执行不是一贯到底，而是走走停停，向前推进的速度不可预知
但只要运行环境相同，OS需要保证程序运行的结果也要相同

操作系统的历史

1）真空管时代：无操作系统
2）晶体管时代：单道批处理系统：把一批作业以脱机输入方式输入到磁带/磁鼓，利用磁带或磁盘把任务分类编成作业顺序执行，每批作业由专门监督程序自动依次处理
3）（顺序性、单道行、自动性）
4）集成电路时代：多道程序设计
5）大规模和超大规模集成电路时代：分时系统
6）巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化发展：实时系统、嵌入式系统、并行系统、分布式系统

为了更好的利用计算机资源，并且更好的和用户交互，出现了分时系统。

多道批处理特点

多道性、无序性、调度性
优点：

资源利用率高：CPU、内存、I/O设备； 系统吞吐量大

缺点：

无交互能力，用户响应时间长； 作业平均周转时间长

分时系统

定义：使一台计算机同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。把计算机与许多终端用户连接起来，分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔，轮流地切换给各终端用户的程序使用。由于时间间隔很短，每个用户的感觉就像他独占计算机一样。

时间片 ：是把计算机的系统资源（尤其是 CPU时间）进行时间上的分割，每个时间段称为一个时间片
3）分时技术：把CPU的响应时间分为若干（相等或不等）时间片

特点：

交互性：用户与系统进行人机对话。 多路性：多用户同时在各自终端上使用同一CPU。 独立性：用户可彼此独立操作，互不干扰，互不混淆。 及时性：用户在短时间内可得到系统的及时回答。

操作系统的结构

简单的操作系统：
MS-DOS 不分模块的单体内核 (内部通过函数调用访问,缺点，复杂，紧耦合，易受攻击)

微内核设计
尽可能把内核功能移植到用户空间
缺点是性能低。

外核（渐渐开始听不懂(Ｔ▽Ｔ) ）
内核分为两块，一块负责和硬件打交道，完成硬件功能的复制。
另一部分和具体 应用打交道。

虚拟机
特点：跑在传统OS下
VMs(虚拟机) 之下的 VMM(虚拟机监视器)才是硬件。物理机硬件，多操作系统共享硬件资源。