操作系统1
基本知识
实现用户与底层的交互
四个特征
中断异常
系统资源管理
向上层提供方便服务
文件管理(各种文件夹)
存储器管理(将程序载入内存)
设备管理(声卡、摄像头)
处理机制管理(给CPU)
将底层封装
通过用户接口
定义:向上对软件管理,向下对硬件管理。
并发
共享
虚拟
异步
并发
并行
时分复用机制,宏观上同时发生,微观上交替发生
实实在在的同时运行
意味着操作系统可以同时运行多个程序
多核CPU就可以并行运行多个程序
系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
互斥共享
同时共享
单个时间里面只允许一个人用
物理实体上没有,但是给用户一种有的错觉
如虚拟存储器
如虚拟处理器
虚拟物理内存
多进程并发
定义:异步是指,在多道程序环境下,允许多个程序并发执行,但由于资源有限,进
程的执行不是一贯到底的, 而是走走停停,这就是进程的异步性。
不同的中断信号,需要用不同的中断处理程序来处理。当CPU检测到中断信号后,会
根据中断信号 的类型去查询“中断向量表”,以此来找到相应的中断处理程序在内
存中的存放位置。
CPU上会运行两种程序,一种是操作系统内核程序(调度管理者:内核态),一种是
应用程序(用户态),在合适的情况下,操作系统内核会把CPU的使用权主动让给应
用程序,“中断”是让操作系统内核夺回CPU使用权的唯一途径
相当于,由程序执行,操作系统把CPU让给程序。等有中断信号进来,操作系统就暂
停当前程序员的执行,并保存好现场,拿回CPU,按中断的情况考虑把CPU交给其它程
序,如此控制交替。
系统调用
“系统调用”是操作系统提供给应用程序使用的接口,可以理解为一种可供应用程序
调用的特殊函数,应用程序可以通过系统调用来请求获得操作系统内核的服务
保证系统的安全稳定
按操作系统的提供的功能(文件、存储。。。。)可以分为很多系统调用
内核会对各个请求进行协调处理
操作系统内核对共享资源进行统一的管理,并向上提供 “系统调用”
用户进程想要使用共享资源(如打印机),只能通过系统调用,向操作系统内核发出
请求。
体系结构
内核是操作系统最基本、最核心的部分, 实现操作系统内核功能的程序即内核程序
对系统资源管理的功能
非内核功能:如GUI
时钟管理
中断处理
原语
内核
大内核
小内核
Ubuntu、CentOS主要是实现非内核功能,而内核都是用 Linux内核
I/O设备管理
磁盘
即为外存
磁盘、磁道、扇区
磁头移动到目标位置,盘片旋转,对应扇区划过磁道才能完成读/写
磁盘由表面涂有磁性物质的圆形盘片组成
每个盘片被划分为一个个磁道,每个磁道又划分为一个个扇区
减少磁盘读取过程的延时
交替编号、错位命名、地址结构设计
作为CPU和/O设备机械部件之间的“中介”,用于实现CPU对设备的控制。
控制方式
程序直接控制
中断控制
DMA控制
CPU需要不断询问是否空闲,低效
准备就绪之后,发送中断请求CPU处理,但是如果过于频繁也低效(如果只是读写一
个字节)
加一个缓存的中介,一起干,干好之后中断通知CPU,其实本质还是中断的优化
通道方式
相当于找了个自己的代理,可以直接代表自己
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