OS：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，以提供给用户和其它软件方便的接口和环境。最基本的系统软件。
OS是系统软件，其它系统软件（编译程序，数据库管理系统），和应用软件依赖与OS；
OS目标：方便性，有效性（系统资源利用率，吞吐量），可扩充性，开放性。
有效地组织和管理四大资源
合理地对各类作业进行调度和控制
方便用户使用计算机
1.作为系统资源的管理者
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.作为用户与计算机硬件之间的接口
命令方式，系统调用方式，图标-窗口方式
程序接口=系统调用=广义指令
功能：命令接口（联机，脱机），程序接口，GUI
或者这样分：用户接口（联机，脱机，图形），程序接口
目标：方便用户使用
3.对计算机资源的抽象
扩充机器/虚拟机
提供对硬件操作的抽象模型
无OS
1.人工操作方式
2.脱机输入/输出方式
有OS
1.单道批处理系统（脱机输入+监督程序）
优：缓解了一定程度的人机速度矛盾，资源利用率有所提升
缺：内存中仅有一道程序；CPU有大量时间在空闲等待I/O
2.多道批处理系统
每次往内存中输入多道程序
操作系统正式诞生
引入中断技术
OS控制这些程序并发执行
优：资源利用率高；系统吞吐量大。
缺：平均周转时间长；无人机交互功能。
3.分时系统
计算机以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务，各个用户可以通过终端与计算机进行交互。
优：人机交互
缺：不能优先处理紧急任务
特征：多路性，独立性，及时性，交互性。
4.实时系统
系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致运行。
周期性实时任务/非周期性实时任务（截至时间）
硬实时任务/软实时任务
特征：多路，独立，及时，交互，可靠
5.微机操作系统
配置在微型机上的操作系统
单用户单任务（MS-DOS）
单用户多任务（Windows）
多用户多任务（UNIX OS）
OS特征
1.并发
宏观同时，微观分时交替
多个处理机->并行
2.共享（以上两个为最基本特征，互为存在条件）
互斥共享（临界资源）
同时共享（这个同时也是宏观上的）
3.虚拟
将一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。
空分复用技术（如虚拟存储技术）
时分复用技术（如虚拟处理器技术，虚拟设备技术）
4.异步
进程是以人们不可预知的速度向前推进
处理机管理功能
1.进程控制
创建，撤销，运行过程中的状态转换
2.进程同步
协调方式1，进程互斥方式（访问临界资源-锁）；2，进程同步方式（合作完成任务-信号量机制）
3.进程通信
4.调度
作业调度（从后备队列中选若干个作业放入内存，为它们建立进程，并插入就绪队列中）
进程调度（从就绪队列中选一个进程，把处理机分配给它，设置现场，投入执行）
存储器管理功能
1.内存分配和回收
2.内存保护
3.地址映射
4.内存扩充（请求调入功能，置换功能）
设备管理功能
1.缓冲管理
2.设备分配
3.设备处理（设备驱动程序，实现CPU与设备控制器的通信）
4.虚拟设备
文件管理功能
1.文件存储空间的管理
2.目录管理
3.文件的读/写管理
4.文件的共享与保护
z.jpg
用户态（目态）只能执行非特权指令
核心态（管态，系统态）
用程序状态字寄存器（PSW）中的某个位来标识
内核程序只能在核心态下运行
操作系统内核
与硬件紧密相关的模块（如中断处理程序），各种常用设备的驱动程序以及运行频率较高的模块（如时钟管理，进程调度和许多模块所共用的一些基本操作）
常驻内存
支撑功能
中断处理，时钟管理，原语操作
资源管理功能
进程管理，存储器管理，设备管理
内核1.jpg
内核2.jpg
中断可以使CPU从用户态切换到核心态，操作系统获得计算机的控制权。
并且中断是唯一途径。
核心态->用户态，通过执行一个特权指令，修改PSW中的标志位来实现的
中断的分类
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