学习内容
- 操作系统结构
- 中断及系统调用
- 内存管理
- 进程及线程
- 处理机调度
- 同步互斥
- 文件系统
- I/O子系统
操作系统是什么？
是系统软件，一些程序模块的集合
以尽量 有效，合理 的方式，组织和管理计算机的软硬件资源
合理组织计算机的工作流程，控制程序的执行并并向用户提供各种服务功能
用户能够灵活方便的使用计算机，使整个计算机系统高效率运行
关键词：
有效： 系统资源，资源利用率
CPU， I/O设备
合理： 软硬件资源的管理是否公平合理
方便使用： 用户界面 ， 编程接口
操作系统是资源的管理者：（如何管理？）
跟踪记录资源的使用情况
确定资源分配策略--算法
静态分配策略
动态分配策略
实施资源的分配和回收
提高资源利用率
保护资源的使用
协调多个进程对资源请求的冲突
资源管理角度，操作系统的五大基本功能：
进程/线程管理 （CPU管理）
进程线程状态， 控制，同步互斥，通信，调度， 。。。
存储管理
分配/回收，地址转换，存储保护，内存扩充，。。。
文件管理
文件目录，文件操作，磁盘空间，文件存取控制， 。。。
设备管理
设备驱动，分配回收，缓冲技术， 。。。
用户接口
系统命令，编程接口
操作系统是 各种系统服务的提供者
从用户角度看
操作系统为用户提供了一组功能强大，方便易用的命令或系统调用
典型的服务
进程的创建，执行； 文件目录的操作； I/O设备的使用； 各类统计信息， 。。。
对机器硬件的扩展
操作系统的特征
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| 并发问题： 切换，保护，依赖活动间的同步
单CPU：
宏观上： 程序同时执行
微观上： 任何时刻只有一个程序在真正执行
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| 操作系统和多个用户程序共同使用计算机中的资源
操作系统对资源进行合理分配
资源在一个时间段内交替被多个进程使用
互斥共享 （打印机
同时共享 （可重入代码，磁盘文件
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| 一个物理实体 映射为 若干对应的逻辑实体 -- 分时 或 分空间
虚拟是 操作系统 管理 系统资源的重要手段， 提高资源利用率
CPU -- 每个进程的 "虚处理器"
存储器 -- 每个进程都有独立的虚拟地址空间（代码 + 数据 + 堆栈）
显示设备 -- 多窗口 或 虚拟终端
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| 操作系统必须随时对 以不可预测的次序 发生的事件进行响应并处理
进程运行速度不可预知
难以重新系统在某个时刻的状态
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操作系统分类
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| 工作方式
1. 系统操作员收集作业，输入系统，系统形成自动转接的连续作业流
2. 启动操作系统，系统依次执行作业，返回作业结果
技术： SPOOLING
利用磁盘做缓冲，将输入，计算，输出 组成独立的任务流，使I/O 和 计算 真正并行
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| 时间片
将CPU的时间划分成片段
操作系统以时间片为单位，轮流为终端用户服务，每次服务一个时间片
利用用户错觉，使用户感受不到计算机在服务他人
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| 基于计算机网络
功能： 网络管理，通信，安全，资源共享，网络应用
追求目标： 互相通信，资源共享
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| 分布式系统： 或以计算机网络为基础，或以多处理机为基础，分别在不同计算机上
分布式操作系统： 统一的，多个计算机协作完成一个任务。 自动实现全系统内的任务分配，调度，均衡工作负载
处理能力增强，速度更快，可靠性强，具有透明性
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| 嵌入式系统： 在各种设备，装置或系统中， 完成特定功能的软硬件系统
嵌入式操作系统： 运行在嵌入式系统环境中，对系统及其所控制的资源进行统一调度，指挥的系统软件
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