王道408计算机系统概述

王道408计算机系统概述--操作系统的发展与分类，操作系统是负责协调软硬件等计算机资源的工作，为上层用户，应用程序提供方便的接口软件系统。

操作系统的发展与分类

• 操作系统定义
  • 负责协调软硬件等计算机资源的工作，为上层用户，应用程序提供方便的接口软件系统
• 操作系统的特征
  • 并发
    • 指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。宏观上是多个进程同时运行，微观上是单个进程交替运行。
  • 共享
    • 指系统资源可工多个并发执行的程序共同使用。
      • 互斥共享方式：某些资源一段时间只允许一个进程访问该资源
      • 同时共享方式：一段时间内允许多个进程对该资源进行访问
  • 区别与联系
    • 并发与并行的区别：并发多个进程分时交替运行 并行多个进程同时运行，并行性需要有相关硬件支持
    • 并发和共享是操作系统最基本的两个特征
  • 虚拟
    • 把一个物理上的实体变成若干逻辑上的对应物。
      • 空分复用技术：利用存储器的空闲空间分区域存放和运行其他的多道程序。
      • 时分复用技术：利用处理机的空闲时间运行其他程序
  • 异步
    • 进程以不可预知的速度向前推进。
• 操作系统功能
  • 管理功能
    • 处理机管理：进程控制/进程同步/进程通信/进程调度/死锁处理
    • 存储器管理:内存分配与回收/内存保护与共享/内存扩充/地址映射
    • 文件管理:文件存储空间管理/目录管理/文件读写管理/文件保护
    • 设备管理：缓冲管理/设备分配/设备处理/虚拟设备
  • 接口功能
    • 命令接口
      • 联机控制方式：交互式命令接口，适合分时或实时操作系统
      • 脱机控制方式：又称批处理系统
    • 程序接口
      • 由一组系统调用命令组成（也称系统调用或广义指令），用户通过在程序中使用这些系统调用来请求操作系统为其提供服务。
  • 操作系统用作扩充机器
• 操作系统分类
  • 批处理操作系统
    • 单道批处理系统
      • 定义：对作业成批处理，但是在内存中只保留一道作业。
      • 优点：缓解了人机速度矛盾
      • 缺点：资源利用率低，CPU与I/O串行操作导致系统吞吐量低
    • 多道批处理系统
      • 定义：允许多个程序同时进入内存，并运行多个程序在CPU中交替运行，程序共享各种硬件和软件资源
      • 特点
        • 多道：计算机同时存放多道相互独立的程序
        • 宏观上并行
        • 微观上串行
  • 分时操作系统
    • 分时技术定义：指把处理器的运行时间分成若干时间片，按照时间片轮流把处理机分配给各个联机作业使用。
    • 定义：指多个用户通过终端同时共享一台主机，这些终端连接在主机上，用户可以同时和主机进行交互操作，互不打扰。
    • 特征（也是优点）：
      • 同时性：终端可以同时使用同一计算机
      • 交互性：人机对话
      • 独立性：多个用户操作相互独立，互不打扰
      • 及时性：很快
    • 缺点：不能优先处理紧急任务。
  • 实时操作系统
    • 硬实时操作系统
    • 软实时操作系统
  • 网络操作系统：网络中的计算机有机结合，实现资源共享与数据通信。
  • 分布式操作系统
    • 系统中任意两台计算机可以交换信息
    • 每台计算机具有同等地位
    • 所有资源为所有用户共享
    • 任意台可以构成子系统
    • 任何工作都可以分布在多台计算机上，协同完成。
    • 满足以上条件，叫分布式操作系统
  • 网络与分布式操作系统的区别在于：分布式操作系统能相互协同完成同一任务，而网络操作系统不能