一、序论
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1.1.操作系统形成和发展
1).操作系统:
1.是运行在计算机上的第一层系统软件
2.是对硬件的首次扩充。
3.做”硬件相关、应用无关”的工作
2).操作系统的发展
1.联机批处理解决了人机矛盾
2.脱机批处理解决了CPU的高速度与I/O设备的低速度之间的矛盾
3.批处理系统节省了卫星机,实现了主机和通道、主机和外设的并行操作,系统负责用户的I/O传输,检查用户I/O命令的合法性。(遇错解决)
通道:CPU把数据传输的功能下放给通道,通道和CPU分时使用内存,实现CPU与外设的并行工作(CPU发送一条通道命令,然后由通道和外设交换数据,之后CPU做其他的事情,通道和外设交换为数据后再向CPU汇报,CPU再处理)
时间段 | 操作系统 |
---|---|
联机批处理 | 联机操作:若CPU直接控制I/O操作 |
脱机批处理 | 脱机操作:由卫星机负责I/O工作 |
执行系统(批处理系统) | 借助通道和中断技术,由主机控制I/O传输,负责作业的自动调度,负责提供I/O控制功能 |
3).多道程序设计技术
为了解决:一个程序只需要CPU进行大量的计算时,外部设备就无事可做;而当一个程序需要大量的I/O传输时,CPU就不得不处于等待状态。
多道程序设计是在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序,它们在操作系统的控制下,相互穿插地运行。当某种程序因为某种原因不能运行下去时(等待外部设备传输),操作系统将另一道程序投入运行。(使CPU和各种外部设备尽可能地并行操作,从而提高计算机的使用效率)
多道特点:1.主存中同时存放几道互相独立的程序
2.宏观上并行,微观上串行
4).分时技术
1.脱机操作方式:程序运行过程中不能直接实施控制,需预料到所有的问题和情况
2.联机操作方式:用户能直接控制程序的运行
分时技术可以使一台计算机同时为多个终端用户服务成为可能:将处理机时间划分成很短的时间片,轮流地分配各个用户程序使用。
1.2.操作系统的定义和特性
组成操作系统的软件包括:系统软件、应用软件和工具软件
操作系统的宗旨:提高计算机系统的效率、方便用户的使用
1).分时通过进程号、用户号标识
多用户一定是多任务(Unix/Linux)
多任务不一定是多用户(windows pro)
2).
并发:多个任务在一个时间段上同时做
共享:并发必共享
不确定:可以处理随机发生的多个事件
虚拟:比裸机工作更强
1.3.中断及其处理
中断是指某个事件(例如电源掉电、定点加法溢出或者I/O传输结束)发生时,系统中止先行程序的运行、中断返回(由中断返回指令实现)这几个步骤。而中断过程是由一个中断信号引发的。
中断过程:硬件实现的中断进入->软件的中断处理过程->中断返回(由中断返回指令实现)
而中断过程是由一个中断信号引发的。
3).