操作系统概论

一、什么是操作系统？
操作系统是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程及方便用户使用的程序和数据的集合。

1、计算机系统资源：系统硬件： 指构成计算机系统所必须配置的全部设备，如处理器、内存、磁盘等。系统软件： 一个计算机系统必须配置的程序和数据集合， 如操作系统、编辑程序等。2、计算机系统的层次结构：![这里写图片描述](http://img.blog.csdn.net/20170905200501808?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvU3VuamloYW5nXzEyMw==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast)3、操作系统做为资源管理器：    1、作用：        跟踪资源状态、分配资源、回收资源、保护资源。    2、采用资源管理器的观点，人们将计算机系统资源划分为四大类：        处理机、存储器、I/O设备和信息（程序和数据）。4、操作系统作为虚拟机

二、多道程序设计的概念

    1、多道程序设计的硬件支持：        中断系统、通道。    2、中断：        1、中断：            对异步或例外事件的一种响应            这一响应自动的保存CPU状态以便来重新启动            自动转入中断处理程序            （1）中断：                在运行一个程序的过程中，断续地以“插入”方式执行一些完成特定处理功能的程序段，这种处理方式称为中断。            （2）中断的作用：                ◎并行操作                ◎硬件故障报警与处理                ◎支持多道程序并发运行，提高计算机系统的运行效率                ◎支持实时处理功能        2、中断的几种类型：            I/O中断、程序中断、硬件故障中断、外中断、访管中断。        3、![中断的处理过程](http://img.blog.csdn.net/20170905202611319?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvU3VuamloYW5nXzEyMw==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast)：        2、通道技术：            1、通道又称I/O处理机。                实现了I/O操作的独立性和各部件工作的并行性。            2、一个CPU的主存可以连接若干个通道，一个通道可以连接若干个控制器，一个控制器又可连接若干个设备，即所谓四级连接。三级控制指CPU执行I/O指令实施对通道的控制，通道执行通道命令对控制器实施控制，控制器控制设备执行相应的输入输出操作。            3、CPU和通道的通信：                CPU对通道的请求形式是：通道命令                通道对 CPU的请求形式是：中断                CPU与通道可以并行执行，并通过（I/O指令和I/O中断 ）实现彼此间的通讯和同步。    2、多道程序设计的主要目的是利用系统的所有资源且尽可能地让它们并行操作。    3、多道程序设计的实现的三个关键问题：        存储保护和地址重定位        处理机管理和调度        资源的管理和分配    4、操作系统的功能：        从资源管理的角度——五大基本功能            1.进程和线程的管理                    ——进程线程的状态、控制、同步互斥、通信调度等            2.存储管理——分配/回收、地址转换、存储保护等            3.文件管理——文件目录、文件操作、磁盘空间、文件存取控制            4.设备管理——设备驱动、分配回收、缓冲技术等            5.用户接口——系统命令、编程接口        操作系统的三个作用：            1.资源的管理者            2.向用户提供各种服务            3.对硬件机器的扩展