操作系统原理复习 第一章 绪论

操作系统的定义

​ 操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机系统软件/硬件资源的分配；控制和协调并发活动；提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。

两个关键

• 管理并调度资源
• 为用户提供接口

操作系统的特性

• 并发性：同时处理多个任务的能力
• 共享性：为多个并发任务提供资源共享
• 不确定性：具有处理随机事件的能力（中断处理、自动化）

操作系统的功能

• 进程管理（处理机管理、CPU管理）

  • 进程控制
  • 进程调度
  • 进程通信

• 存储管理

  • 内存分配
  • 内存共享
  • 内存保护
  • 虚拟内存

• 设备管理

• 文件管理：文件是设备的抽象

操作系统评价指标

• 吞吐率：在单位时间内处理信息的能力
• 响应能力：从接收数据到输出结果的时间间隔
• 资源利用率：设备使用的频度
• 可移植性：改变硬件环境仍能正常工作的能力：代码修改量
• 可靠性：发现、诊断和恢复系统故障的能力

操作系统的发展历史

• 手工操作
• 单道批处理系统
• 多道批处理系统
• 分时操作系统

操作系统虚拟机

裸机配置操作系统后称为操作系统虚拟机

操作系统的逻辑结构

• 整体式结构（单体式结构，宏内核结构，模块化结构）：UNIX、Linux

  以模块为基本单位构建

  • 模块的设计、编码和调试独立
  • 模块之间可以自由调用

• 层次式结构

  功能模块按调用次序排成若干层，各层单向依赖或单向调用

  • 硬件相关的功能放在最底层
  • 与用户策略或用户交互相关的功能放在最顶层
  • 中间层各层按调用次序或消息传递顺序安排
  • 共性的、活跃的服务放在较低的层次

• 微内核结构：Minix、WinNT、HarmonyOS

  操作系统=微内核+核外服务器

  • 微内核：足够小，提供OS最基本的核心功能和服务（进程调度、进程间通信、内存管理、基本I/O操作）
  • 核外服务器：体积较大，完成OS绝大部分功能，等待应用程序提出请求
    由若干服务器或进程共同构成（进程/线程服务器、设备管理服务器等，以进程形式运行在用户态）