操作系统概述
来源:互联网 发布:数据驱动新闻 编辑:程序博客网 时间:2024/05/03 03:23
一、操作系统基本概念
操作系统是控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配,以提供用户和其他软件方面的接口和环境的集合。
它的基本特征:并发、共享、虚拟、异步。其中,并发和共享是操作系统两个最基本的特征,两者互为存在条件:①资源共享是以程序的并发为条件的,若系统不允许程序并发的执行,则自然就不存在资源共享的问题了;②若 系统不能对资源共享实施有效的管理,也必将影响到程序的并发执行能力,甚至根本无法并发执行。
并发与并行的区别:
并发是指两个或者多个事件在同一时间间隔内发生。
并行是指两个或者多个事件在同一时刻地发生。
在多道程序环境下,宏观上有多道程序在同时执行,而在每一时刻,单处理机的环境下仅能有一道程序执行,所以微观上这些程序还是分时地交替执行。
操作系统作为计算机系统资源的管理者主要包括:
处理机管理
存储器管理
文件管理
设备管理
1.1 共享
共享,是指系统中的资源可以供内存中多个并发执行的进程共同使用。
共享可以分为两种方式:
互斥共享方式 指的是一段时间内只允许一个进程访问某一资源,其他进程若想访问该资源,就必须等到该进程使用完毕后,才能请求使用该资源。我们把一段时间内只允许一个进程访问的资源成为临界资源。计算机中大多数的物理设备,以及某些软件中所使用的栈、变量等都属于临界资源,它们只能互斥的被访问。
同时访问方式 指的是一种资源允许在一段时间内由多个进程同时对它进行访问,這里所谓的同时,往往是宏观上的,而在微观上,这些进程可能是交替地对该资源进行访问。典型的实例,磁盘设备。
1.2 异步
在多道环境下,允许多个进程并发执行,但是由于资源有限,进程的执行不是一贯到底,而是走走停停,以不可预知的速度向前推进,這就是进程的异步。
二、 操作系统的发展与分类
2.1 手工操作阶段(此阶段无操作系统)
计算机所有的运算都需要人工干预。缺点:①用户独占全机;②CPU等待手工操作。
2.2 批处理阶段(操作系统开始出现)
为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾,出现了批处理系统。
单道批处理系统
作业是成批进行,但内存中始终保持一道作业。
特点:自动性、顺序性、单道性。
存在问题:CPU利用率低
多道批处理系统
允许多个程序同时进入内存并运行。即同时把多个程序放入内存,并允许他们交替在CPU中运行。当一道程序因I/O请求而暂停运行时,CPU便立即转去运行另一道程序。
特点:多道、宏观上并行、微观上串行。
存在问题:如何分配处理器?多道程序的内存分配问题?I/0设备如何分配?如何组织和存放大量的程序和数据,以便于用户使用和保证其安全性和一致性?
2.3分时操作系统
关键在于如何是用户能与自己的作业进行交互。
特点:同时性、交互性、独立性、及时性。
2.5实时操作系统
主要特点是及时性和可靠性
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