- 并发
- 共享
- 互斥共享:同一时刻,仅允许一个进程访问,例如打印机
- 同时访问:一段时间允许多个进程访问,例如,磁盘
- 虚拟
- 时分复用技术:处理器的分时共享
- 空分复用技术:虚拟存储器
- 异步:多道程序走走停停,进程以不可预知的速度前进
- 作为计算机系统资源的管理者
- 处理机管理
- 存储器管理
- 文件管理
- 设备管理
- 作为用户与计算机硬件系统之间的接口
- 命令接口
- 联机命令接口:交互式命令接口
- 脱机命令接口:批处理系统,提交一组作业。
- 程序接口:图形用户界面(GUI)
- 命令接口
- 用作扩充机器:覆盖了软件的机器称为扩充机器,又称虚拟机
- 手工操作阶段
- 批处理阶段
- 单道批处理系统
- 多道批处理系统
- 分时操作系统
- 将处理器运行时间划分为时间片,将时间片分配给不同作业/用户从而占用处理机
- 同时性、交互性、独立性、及时性
- 实时操作系统
- 保证在规定时间内完成某项规定任务
- 分布式计算机系统
- 个人计算机系统
程序运行的过程其实就是 CPU 执行机器指令的过程。
CPU 执行两种性质程序:内核程序、用户自编程序
内核:
- 时钟管理:操作系统对用户提供标准时间,根据时钟对进程进行管理,实现进程切换。
- 中断管理:提高多道程序运行环境中的 CPU 利用率。
- 原语(运行原子性):处于系统的最底层,最接近硬件。
- 进程管理
- 存储器管理
- 设备管理
中断机制:为了核心态与用户态切换。
核心态可以执行用户态无法执行的特权指令。
- 中断(外中断):CPU 指令之外的事件发生(I/O中断、时钟中断)
- 异常(内中断):CPU 执行指令内部的事件(非法操作码、除零、算术溢出)
系统调用:
- 设备功能
- 文件管理
- 进程管理
- 进程通信
- 内存管理
处于内核态(核心态、管态):运行内核程序,执行特权指令
处于用户态(目态):运行应用程序,执行非特权指令
CPU 有一个寄存器叫程序状态字寄存器(psw),1 代表 内核态,0 代表 用户态
- 大内核:操作系统的主要功能进行集中,提供服务
- 微内核:将内核中的基本功能(如:进程管理)保留在内核中,不需要的核心态功能转移到用户态。(性能问题,需要频繁的用户态与内核态之间切换)