操作系统基本概述

1. 操作系统的概念

操作系统基本概述
操作系统(operating system,os)是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配,以提供给用户和其他软件方便的接口和环境,它是计算机系统中最基本的系统软件。
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2. 操作系统的功能和目标

(1)作为系统资源的管理者
提供的功能: 处理机管理 存储器管理 文件管理 设备管理
目标: 安全、高效
(2)作为用户和计算机硬件之间的接口
命令接口:允许用户直接使用
程序接口:允许用户通过程序间接使用
GUI:现代操作系统中最流行的图形用户接口
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(3)作为最接近硬件的层次
需要提供的功能和目标:实现对硬件机器的拓展
没有任何软件支持的计算机称为裸机。在裸机上安装的操作系统可以提供资源管理功能和方便用户的服务功能,将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器,通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器,又称之为虚拟机。
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3. 操作系统的四个特征

(1)并发
并发:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的,但微观上是交替发生的。
易混概念——并行:指两个或多个事件在同一时刻同时发生。
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操作系统的并发性指计算机系统中“同时”运行着多个程序,这些程序宏观上看是同时运行着的,而微观上看是交替运行的。
操作系统就是伴随着“多道程序技术”而出现的。因此,操作系统和程序并发是一起诞生的。
注意(重要):
单核CPU同一时刻只能执行一个程序,各个程序只能并发地执行
多核CPU同一时刻可以同时执行多个程序,多个程序可以并行地执行
比如Intel 的第八代 i3 处理器就是 4 核CPU,意味着可以并行地执行4个程序。
即使是对于4核CPU来说,只要有4个以上的程序需要“同时”运行,那么并发性依然是必不可少的,因此并发性是操作系统一个最基本的特性。
(2) 共 享
共享即资源共享,是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
两种资源共享方式:
互斥共享方式:系统中的某些资源,虽然可以提供给多个进程使用,但一个时间段内只允许一个进程访问该资源。
同时共享方式:系统中的某些资源,允许一个时间段内由多个进程“同时”对它们进行访问。

所谓的“同时”往往是宏观上的,而在微观上,这些进程可能是交替地对该资源进行访问的(即分时共享)
生活实例:
互斥共享方式:使用QQ和微信视频。同一时间段内摄像头只能分配给其中一个进程。
同时共享方式:使用QQ发送文件A,同时使用微信发送文件B。宏观上看,两边都在同时读取并发送文件,
说明两个进程都在访问硬盘资源,从中读取数据。微观上看,两个进程是交替着访问硬盘的。
并发和共享的关系:
并发性指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。
共享性是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
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(3)虚拟
虚拟是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体(前者)是实际存在的,而逻辑上对应物(后者)是用户感受到的。
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(4) 异 步
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,以不可预知的速度向前推进,这就是进程的异步性。例如:
老渣要和两个女孩并发约会
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4. 操作系统的运行机制和体系结构

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