定义

操作系统是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理的组织调度计算机的工作和资源分配，以提供给用户和其他软件方便的接口和环境的程序集合。

特征

并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

共享

• 互斥共享：一段时间内只允许一个进程访问资源，其余进程必须等待；
• 同时访问：进程交替的对资源进行访问，即分时共享；

虚拟：物理上的若干个实体变为若干个逻辑上的对应物，如虚拟内存、虚拟处理器等。

虚拟技术：时分复用技术，如处理器的分时共享；空分复用技术，如虚拟存储器。

异步：为允许多个程序并发执行，进程的执行并非一贯到底，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进。

目标和功能

作为计算机系统的管理者:处理及管理、存储器管理、文件管理、设备管理。

作为用户与计算机硬件件的接口：命令接口(联机命令接口、脱机命令接口)、程序接口(系统调用、广义指令)。

操作系统发展分类

1. 手工操作阶段：用户独占全机、CPU等待手工操作
2. 批处理阶段
   • 单道批处理系统：系统对作业的处理成批处理,内存中始终保留一道作业；
   • 多道批处理系统：允许多个程序同时进入内存并在CPU上交替运行，由作业调度程序自动选择作业运行；
   • 分时操作系统：共享主机、人机交互
   • 实时操作系统：及时性和可靠性
   • 网络操作系统和分布式操作系统
   • 个人操作系统

操作系统内核

操作系统内核工作在核心态，用户程序工作在用户态，从用户态转为核心态的唯一途径是中断或异常。

访管指令在用户态执行，产生中断事件，转为核心态，但其不是特权指令，特权指令在和心态执行。

时钟管理：实现进程的切换。

中断机制：进程管理和调度、系统功能调用、设备驱动、文件访问。

• 外中断：外设请求、人为干预
• 内中断(异常)：指令中断、硬件故障、软件中断

原语：底层公用小程序，处于操作系统最底层、程序的运行具有原子性、运行时间短。

系统控制的数据结构和处理：作业控制块、进程控制块、设备控制块、链表、消息队列、缓冲区、内存分配表等。

系统调用需出发trap命令,进入中断处理的程序在核心态执行，属于操作系统程序。

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