《操作系统教程》第5版-Chapter1-操作系统概述知识点整理
操作系统资源管理技术：复用，虚拟和抽象
复用：时分复用，空分复用
虚拟：物理资源与逻辑资源的对应。如SPOOLing，虚拟内存，VFS
时间换空间：虚拟存储技术
空间换时间：SPOOLing
抽象：资源体现为接口，接口表现为一组操作
操作系统最基础的抽象：进程抽象，虚存抽象，文件抽象
进程抽象：进入内存的执行程序在处理器上操作的状态集的一个抽象。对于用户来说，就是fork(),wait()和exec()，不关心细节操作
文件抽象：设备的一种抽象。open(),write(),read()，不关心细节操作
操作系统：
管理系统资源
控制程序运行
改善人机界面
提供各种服务
组织工作流程
为用户提供良好运行环境的一种系统软件
操作系统的作用：（接口与服务，进程调度，虚拟机，管理资源）
用户接口与公共服务：改善人机界面，提供各种服务
进程执行的控制者和协调者：控制程序运行，组织工作流程
扩展机与虚拟机
资源的管理者和控制者：管理系统资源
操作系统管理的资源：（CPU，硬盘，打印机，文件，网络）
处理器
存储
设备
文件
联网与通信
系统调用：使用系统服务
作用：保证系统安全性，提供一致性接口
系统调用的分类：
1.进程管理
2.文件管理
3.设备管理
4.存储管理
5.进程通信
6.信息维护：系统信息
操作系统的分类
批处理操作系统：批中作业输入作业队列，依次执行
关键机制是：在响应一个作业的处理结束信号时，处理器将在主存中驻留的不同作业间切换
资源利用率高，吞吐量大
作业周转时间延长，无法交互，不适合调试
分时操作系统：快速响应交互式用户的命令请求
采用时间片轮转法，让处理器在多个交互式用户间多路复用
四个性质：若干用户同时使用，相互独立，得到及时的交互反馈
同时性：若干用户
独立性
及时性
交互性
实时操作系统：监控控制对象并能做出及时反应
其关键机制是：事件驱动机制，当系统接受来自外部的事件后，快速分析这些事件，驱动实时任务在规定的响应时间完成相应处理和控制
应用于数据库的查询和修改应用或生产过程控制实时应用
响应迅速，安全保密，可靠性高
分布式操作系统
具备进程通信、资源共享、并行运算、网络管理等基本功能，用于管理分布式计算机系统。
它的主要优点和特点是：坚定性强、扩充容易、可靠性好、维护方便和效率较高
操作系统结构分类
单体式结构：模块组合法
结构紧密，组合方便，灵活性大，系统效率高
模块独立性差，正确性难保证，可靠性降低
层次式结构
整体问题局部化，单向依赖，接口少而简单，有利于系统的维护和扩充
虚拟机结构
物理计算机资源通过多重化和共享技术改造成多个虚拟机
微内核结构
仅将所有应用必需的核心功能放入内核
提供一致性接口，良好的可扩充性和易修改性，可移植性好，对分布式系统提供有力支持
运行效率低
计算机系统软硬件层次结构：应用软件——支撑软件——系统软件——硬件软件
系统软件：最接近硬件的一层软件，直接与硬件交互。为上层提供接口与服务
支撑软件：编译程序，汇编程序，数据库
操作系统：运行在内核态的，受硬件保护的软件
内核态（管态，核心态）
用户态（目态，普通态）
操作系统的特征：并发，共享，异步（随机性）
多道程序设计的出现：允许多个作业（程序）进入计算机系统的内存并启动交替计算
中断和通道的出现，计算机开始以内存为中心
优点
提高资源利用率（CPU，内存，设备）
提高吞吐率
发挥并行性
缺点：延长了作业的周转时间
API：应用程序接口。预先定义的函数，提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件的以访问一组例程的能力
内核：一组程序模块，提供支持进程并发执行的基本功能和基本操作，运行于内核态
内核的功能：
中断处理
时钟管理
短程调度：分配处理器，保护和恢复现场
原语管理
实现系统调用的机制：陷阱（访管指令）或异常（自陷指令trap或中断指令）
访管指令：非特权指令，会进入核心态。用于实现在用户态下运行的进程调用操作系统内核程序
系统调用与函数调用的区别
函数调用地址不变VS系统调用不包含入口地址
用户态VS核心态
静态调用VS动态调用
编程语言提供VS操作系统提供
D（2020版王道P24 16）
只能在核心态运行
设时钟日期
加载PSW
置特殊寄存器
改变存储器映象图
启动I/O指令
运算结果送入内存
可以在目态运行：访管指令