OS地位
基本原理、概念、方法和技术
OS工作的整体过程
主要算法和功能模块
操作系统概论
OS概念、地位、功能与 目标
什么是计算机系统
硬件、OS、应用程序(包括了系统程序)和用户
扩展了硬件的能力,协调管理者的功能 资源管理
主要讨论 os kernel
拓展机
抽象与虚拟
设备:文件
存储:虚拟存储
处理器:进程
虚拟:独占资源
资源管理者:服用与保护
复用(共享):时分复用,空分复用
保护:防止应用程序相互干扰
OS特殊地位由硬件保证。
功能目标
- 功能:
- 资源管理(处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理(软件))
- 控制执行(进程调度,并发进程控制)
- 提供接口(作业管理)(非核心功能)
- 目标: 方便用户使用,提高机器能力,提高运行效率,提供开放环境
主要特征
并发性,共享性,异步性,虚拟性(管理资源实现手法)
硬件的并行能力是并发的保障。
运行机制概览 **
计算机引导过程:个人PC机
加电之后的启动: BIOS是硬件产商提供的软件,可选的boot loader,到此都是实模式,不区分用户态和核心态,kernel变成保护模式,(状态向量表填满.etc),用户程序代码运行在用户态,init进程号一般是PID1.
操作系统初始化到用户进程执行
init(PID1)--(fork)-->init--(exec)-->getty:硬件终端初始化 --(exec)--> (用户面对)login--(exec)-->sh--(fork)-->sh--(exec)-->grep(用户命令)
操作系统基本形态
boot loader将os kernel加载到内存,再jmp到os kernel开始处。os kernel将1.实模式变成保护模式,2.填充中断向量表。3.时钟中断机制设置(定时器 外设)
定时器 保证能在可预期的时间内运行,比如说,一个进程的时间片用完了执行调度。
用户态主动呼唤OS,比如说I/O操作,x86下的int指令。
现代操作系统:中断驱动。(用户态回来执行OS代码主要靠硬件(的中断机制)回到kernel运行。
(中断程序后续)调度程序 等待队列的程序哪个接下来执行
OS主导地位
OS代码获得主导地位是因为OS代码是第一个执行的代码(被boot loader加载的),有CPU硬件机制保障。
用户代码执行与切换
用户代码有限直接执行(Limited Direct Execution)
ret:栈在哪边哪边pop
int:产生某种类型中断的一种指令
中断(广义)与 iret
发展与分类
随硬件发展而发展,OS促使硬件发展。
OS提供的服务与接口(lab2 系统调用 **
OS结构 *
微内核 与 宏内核结构