操作系统—初识操作系统

引言

操作系统是介于硬件和上层应用软件之间的一层结构。操作系统为上层软件提供了接口，同时作为计算机资源的管理者。它方便了上层应用对计算机硬件的操作，大大地提高了计算机的资源利用率和系统吞吐量。

发展历程

1. 无操作系统时代
   计算机操作是程序员将程序和数据打孔在纸带上，将纸带装入输入机，然后再启动它们将程序和数据输入计算机，最后启动计算机工作。
   可见缺点是非常的多，首先是要废人力，需要大量的人工操作，其次计算机的资源利用率非常低。
   后又采用了脱机输入输出方式，也就是采用一台外围机来控制数据的输入和输出，减少了cpu空闲时间。
2. 单道批处理系统
   单道批处理系统中主要增加了一个监督程序，先将一些需要处理的作业通过脱机输入到磁带上，然后再监督程序的控制下控制一个作业一个作业的处理，直到一批作业完成，因为一次只能处理一个作业，所以称为单道批处理。
3. 多道批处理系统
   在之前的系统中，只有等io完成cpu才能进行程序的处理。而多道批处理系统可以同时将多个作业载入内存中，它们可以交替进行，当一个程序发生io请求时，另一个程序可以执行，这样大大增加了资源利用率，和系统的吞吐量。
4. 分时系统
   分时系统可以允许多个用户同时使用计算机，计算机可以及时接收每个用户的命令，通过作业调用来执行作业，每个作业都有固定的运行时间，在一段时间内会执行好多个作业。
5. 实时系统
   实时系统可以及时的响应外部需求，在指定时间内做出响应的处理。

操作系统的功能

1. 处理机的管理功能
   进程控制、进程同步、进程间通信、进程调度
2. 存储器的功能
   内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充
3. 设备管理功能
   缓存管理、设备分配、设备处理
4. 文件管理功能
   文件存储空间管理、目录管理、文件的读写管理和保护
5. 同时操作系统还提供了与用户间的接口

微内核结构

微内核结构是操作系统结构中应用最多最广泛的一种结构。操作系统划分为两个部分：微内核部分和服务器部分。
内核包含了操作系统的一些核心功能，与硬件紧密相关，负责客户和服务器之间的通信。
内核作为上层应用来操作计算机底层硬件，同时有着基本的功能，例如进程管理、低级存储器管理、中断和陷入管理，绝大部分详细的功能在各种服务器中实现。