操作系统笔记 Lecture 1 概论
第一章
文件系统的层次：字节流=>字符流
高级语言程序–转换并编译为–>目标代码–链接为–>可执行程序–装载到–>内存
注意：可执行程序不是机器语言，而是扩展的机器语言。
操作系统的演进：
- 卡片时代：装入程序，由操作员手动装入程序。后来操作员与程序员分开，使得程序可以模块化使用，提高了运行效率。但是尽管这样，而且后来纸带被磁带取代，仍然存在一个问题，就是机械输入（卡片读取）与电子速度（计算机的速度）严重不匹配。
- 后来，磁盘出现，解决了机械与电子速度不匹配的问题。与螺旋式储存数据的光盘不同，磁盘有很多盘片，每个盘片上的数据呈同心圆分布，这样就是一个三维的储存结构，使得读取速度大大增加。
- 再后来引进了汇编语言与作业控制语言，才逐渐出现了操作系统的概念。
操作系统是一个巨大工程
- 软件工程严格来说不是一门科学，而是一种工程，是一种“伪科学”。因为一个软件开发的过程有很多的不确定性。
- 可以说最早对软件工程提出要求的就是操作系统开发。最早可以追溯到上个世纪五十年代（？存疑）美国国防部要求MIT开发一款操作系统，然而经过很多时间花费了很多物力财力，结果证明：个人开发操作系统是一件不可能完成的事情。正是因为操作系统作为一个巨大的工程，要求软件工程师用工程化的管理方式实现软件的开发、运行和维护，美国的大学逐渐开始开设软件工程专业。
- 对软件工程提出进一步要求的是软件管理系统。美国通用汽车公司开发信息系统的时候发现，作为一个软件管理系统，更重要的是客户的需求，而不是个人的开发能力。所以从此软件工程不再局限于研究工程的问题，而更多的开始专注于需求的确定与开发的问题。
操作系统的两大功能
操作系统两大功能：资源管理、控制程序执行。
资源分配
设备的分配方式有两种，一是“独占”，二是“并发”。
资源的分配方式有三种：静态方式（例如：轮询，使用率低）、动态方式（需要且空闲时分配资源，但是对相同资源的需要与占有可能产生死锁）、资源抢占方式（优先级更高的时候直接抢夺资源，但是被抢占资源的资源需要回滚，比较复杂）
控制程序执行
多道程序的方式可以解决与CPU电子速度不匹配的问题——程序流水线方式
于是我们用这样的操作系统来解决这四大问题：
| 问题 | 解决 |
|---|---|
| 如何使用资源 | 服务例程 |
| 如何复用CPU | 进程调度 |
| 如何使得CPU与I/O更好并行 | 设备控制器与通道 |
| 如何让出CPU | 中断机制 |
什么是“陷入”？有一些行为，例如中断，普通权限程序不能进行，只能交由操作系统这一“超级程序”执行，操作系统对普通程序具有生杀予夺的权利，那么这样的过程我们就叫做“陷入”。
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