1. OS简介

• ​指令

  • ​指令周期

    • ​取指

    • ​执行

  • ​cpu寄存器

    • ​程序计数器pc

      • ​下一条指令地址

    • 指令寄存器IR

      • ​正在执行的指令

    • ​累加器AC

      • ​临时存储体和累加操作

• ​what+发展

  • ​作用

    • ​接口：用户与硬件

      • ​目标

        • ​与硬件，为底层可编程部件提供服务

        • ​提环境，为应用程序提供执行环境

    • ​管理者：系统资源

      • ​资源

        • ​处理机，内存，设备，文件（+网卡，带宽）

      • ​功能

        • ​处理机管理

        • ​内存管理

        • ​设备管理

        • ​文件管理

  • ​发展

    • ​发展阶段

      • ​无操作系统

        • ​不能连续自动工作

      • ​单道批处理

        • cpu资源浪费

        • ​特点：

          • ​自动

          • ​单道

          • ​顺序

      • ​多道批处理

        • ​提高CPU利用率

        • ​不具备交互功能

        • ​特点：

          • ​多道性

          • ​无序性

          • ​调度性

          • ​复杂性

        • ​出现分时操作系统

          • 具备交互功能

          • ​多用户，​多作业

          • ​特点

            • ​多路性

            • ​独立性

            • ​及时性

            • ​交互性

      • ​微机系统

        • ​个人计算机

      • ​实时系统

        • ​正确性

        • ​及时性

        • ​特点:

          • ​比分时多一个“可靠性”

    • ​产品现状

      • ​主机OS

        • ​服务：

          • ​批处理

          • ​事物处理

          • ​分时处理

      • ​服务器OS

        • ​网络服务器

      • ​微机OS

        • ​PC

      • ​嵌入式OS

        • ​宿主与非计算机设备

        • ​eg:手机，ATM

        • ​小巧，实时性，可装卸，代码固化，弱交互，强稳定，接口统一，耗能低

• ​体系结构

  • ​简单的监控程序模型

    • ​无OS，直接在硬件上运行

      • ​FMS，IB-SYS

  • ​单体结构

    • ​系统的所有部分集中在一个内核中

      • ​MS-DOS，Linux ,Mac OS, BSD 

  • ​层次结构

    • ​将系统分解为多个层，各层功能隔离

      • ​Dijkstra THE

  • ​客户/服务器+微内核

    • ​里程碑：微内核技术

    • ​水平分层

      • ​eg：Match, Vxworks

    • ​缺点：效率不高

      • ​原因：消息传递机制

    • ​优点：灵活性，可靠性，可维护，结构清晰

  • ​动态可扩展

    • ​upcall

      • ​微内核OS中通过核心层到用户层服务的调用方式来实现扩展

        • ​Exo kernel

    • ​download

      • ​将软件构件动态的下载到内核中，改变OS行为

        • ​Harvard 的VINO

• ​特征+功能

  • ​特征：

    • ​并发

      • ​同一时间间隔

    • ​虚拟

      • ​物理实体到逻辑上对应物

    • ​共享

      • ​互斥共享

      • ​同时共享

    • ​异步

      • ​不可预知

  • ​功能

    • ​存储器管理

      • ​内存分配

        • ​为每道程序分配内存空间

      • ​内存保护

        • ​操作系统内核的空间不被用户随意访问

        • ​每道程序都在自己内存中运行，互不干扰

      • ​内存扩充

        • ​借助虚拟技术，从逻辑上扩充内存容量

      • 地址映射

        • ​逻辑地址转物理地址

    • ​进程管理

      • ​进程的描述与组织，

      • ​~控制，

        • ​~创建，撤销，唤醒，阻塞

      • ​~ 同步，

        • ​多个进程运行的协调与互斥

      • ​~通信，

        • ​进程之间信息交换

      • ​~调度

        • ​分配处理机给多个可执行进程中的一个

    • ​设备管理

      • ​缓冲管理

      • ​设备分配

      • ​设备处理

      • ​设备独立性与虚拟设备

    • ​文件管理

      • ​~存储空间

      • ​目录

      • ​读，写，存取

    • ​提供用户接口

      • ​命令接口

        • ​联机

          • ​强调交互性

        • ​脱机

          • ​批处理用户接口

      • ​图形用户接口

        • ​非专业人士

      • ​程序接口

        • ​系统调用 库函数