操作系统--知识点总结(操作系统的演进、操作系统概览)
文章目录
一、操作系统导学
1、操作系统的演进
1)无操作系统
- 人工操作
- 用户独占
- CPU等待人工操作
- 资源利用率低
2)批处理系统
- 无需等待人工操作
- 批量输入任务
- 资源利用率提升
- 多道程序设计
3)分时系统
- 人—机交互
- 多用共享
- 及时调试程序
- 资源利用率提升
2、多道程序设计
- 早期批处理系统只能一次处理一个任务
- 多道程序设计使得批处理系统可以一次处理多个任务
1)概念
- 多道程序设计是指在计算机内存中同时存放多个程序
- 多道程序在计算机的管理程序下相互穿插运行
- 对多道程序的管理是操作系统的重要功能
2)操作系统对多道程序的管理
i、五大功能
进程管理、存储管理、作业管理、文件管理、设备管理
二、操作系统概览
1、What&Why
1)什么是操作系统
管理硬件、提供用户交互的软件系统
- 操作系统是管理计算机硬件和软件资源的计算机程序
- 管理配置内存、决定资源供需顺序、控制输入输出设备等
- 操作系统提供让用户和系统交互的操作界面
- 操作系统的种类是多种多样的,不局限于计算机
- 从手机到超级计算机,操作系统可简单也可复杂
- 在不同设备上,操作系统可向用户呈现多种操作手段(比如手机上,用户通过手机触摸控制)
i 、不同操作系统
手机:
- 安卓(MIUI、ColorOS、Flyme都不是操作系统,本质还是安卓系统,只是替换了UI)、
- iOS
电脑: - Windows、
- Linux(Centos、Ubuntu,本质仍然为Linux操作系统,在Linux系统的基础上,开发的不同UI不同接口的)
- MacOS
2)为什么使用操作系统
- 我们不可能直接操作计算机硬件
- 设备种类繁多复杂,需要同一界面
- 操作系统的简易性使得更多人能够使用计算机
2、操作系统的基本功能
1)功能一
操作系统统一管理着计算机资源
计算机资源:
处理器资源、存储器资源、IO设备资源、文件资源
2)功能二
操作系统实现了对计算机资源的抽象
- 用户无需面向硬件接口编程,操作系统对用户屏蔽了不同设备接口,使得用户使用不同设备都是一样的比如:
- IO设备管理软件,提供读写接口
- 文件管理软件,提供操作文件接口
3)功能三
操作系统提供了用户与计算机之间的接口
接口形式:图像窗口形式、命令形式、系统调用形式
接口在层次结构中的位置:
3、操作系统的相关概念
1)并发性
i、并行和并发
-
并行是指两个或多个事件可以在同一时刻发
生- 早上八点老师在准备课程
- 早上八点同学们在认真学习
-
并发是指两个或多个事件可以在同一个时间间隔发生
- 早上八点老师在准备课程
- 早上八点零五老师喝了一口水
ii、在计算机程序中的体现
单处理器:并发执行
双处理器:不同处理器的程序之家并行执行,同一处理器中的程序并发执行
2)共享性
i、概念
- 共享性表现为操作系统中的资源可供多个并发的程序共同使用
- 这种共同使用的形式称为资源共享
ii、举例
多个程序可以同时使用主存资源
程序A和B同时使用主存资源,就称为共享
iii、资源共享方式
资源共享根据属性可分为两种方式:
互斥共享形式、同时访问形式
- 互斥共享形式:
- 当资源被程序A占用时,其他想使用的话只能等待
- 只有进程A使用完以后,其他进程才可以使用该资源
- 同时访问形式
- 某种资源在一段时间内并发的被多个程序访问
- 这种“同时”是宏观的,从宏观去看认为该资源可以被同时访问
3)虚拟性
i、概念
- 虚拟性表现为把一个物理实体转变为若干个逻辑实体
- 物理实体是真实存在的,逻辑实体是虚拟的
- 虚拟的技术主要有时分复用技术和空分复用技术
ii、时分复用技术
- 资源在时间上进行复用,不同程序并发使用
- 多道程序分时使用计算机的硬件资源
- 提高资源的利用率
使用时分复用技术的有:虚拟处理器技术、虚拟设备技术
虚拟处理器技术:
- 借助多道程序设计技术
- 为每个程序建立进程
- 多个程序分时复用处理器
虚拟设备技术:
- 物理设备虚拟为多个逻辑设备
- 每个程序占用一个逻辑设备
- 多个程序通过逻辑设备并发访问
iii、空分复用技术
- 空分复用技术用来实现虚拟磁盘、虚拟内存等
- 提高资源的利用率,提升编程效率
虚拟磁盘技术:
- 将物理磁盘虚拟为逻辑磁盘
- 比如计算机磁盘虚拟为C、D、E等逻辑磁盘
- 使用起来更加安全、方便
虚拟内存技术:
- 在逻辑上扩大程序的存储容量
- 程序可以使用比实际内存更大的容量
- 大大提升编程效率
4)异步性
- 在多道程序环境下,允许多个程序并发执行
- 进程在使用资源时可能需要等待或放弃
- 进程的执行并不是一气呵成的,而是以走走停停的形式推进
比如:
进程是以不可预知的速度向前推进的,所以到底是B抢到了打印机,还是C抢到了打印机,都不知道,所以导致程序的异步性