操做系统：概述

基本特征

并发

并发是指在同一时间段内能够同时运行多个程序，并行是指在同一时刻可以同时执行多指令。

并行依靠硬件完成，例如多核处理器或分布式操做系统

并发依靠操做系统引入进程与线程来完成

 

共享

同一个进程内的线程共享系统中的资源

共享有两种方式：同时共享和互斥共享

互斥共享的资源称为临界资源，临界资源在一个时刻只能被一个进程访问，多个进程访问同一个临界资源时须要用同步机制。

 

虚拟

虚拟是指将一个物理实体虚拟成多个逻辑实体

虚拟技术有两种：时分复用、空分复用

时分复用：将一个时间段划分红多个时间片，每一个进程轮流占用一个时间片，达到进程并发。

空分复用：将物理内存空间虚拟成地址空间，每一个进程有本身的地址空间，地址空间的页映射成物理内存。

 

异步

异步是指进程的执行断断续续，以不可知的速度向前推动。

 

基本功能

进程管理

进程结构、进程控制、进程同步、进程通讯、死锁、进程调度

 

内存管理

存储器层次、连续分配存储方式、分页存储、分段存储、段页式存储、虚拟内存

 

设备管理

完成用户的I/O请求，尽可能下降I/O设备与CPU处理效率间的巨大差别

主要包括：I/O系统层次、缓存管理、设备分配、磁盘I/O

 

文件管理

文件的逻辑结构、目录管理、文件共享、文件保护

 

磁盘管理

磁盘空间的分配、磁盘空间的管理、提升磁盘I/O速度

 

系统调用

 若是一个进程在用户态须要使用内核态的功能，就进行系统调用从而陷入内核，由操做系统代为完成。

 

大内核与微内核

大内核

大内核是指将整个操做系统功能做为一个总体放到内核中

因为各部分之间直接共享信息，所以效率很高

 

微内核 

因为操做系统不断复杂，所以将一部分操做系统功能移出内核，从而下降内核的复杂性。移出的部分根据分层的原则划分红若干服务，相互独立。

在微内核结构下，操做系统被划分红小的、定义良好的模块，只有微内核这一个模块运行在内核态，其他模块运行在用户态。

由于须要频繁地在用户态和核心态之间进行切换，因此会有必定的性能损失。

 

 

中断分类

外中断

不是由CPU指令执行引发的，例如等待I/O

 

异常

由CPU指令执行的内部事件引发的，例如地址非法、算术溢出等

 

陷入

在用户程序中进行系统调用

 

参考资料

https://cyc2018.github.io/CS-Notes/