操做系统

操做系统作了什么？

执行helloword程序

1.找到helloworld程序的相关信息，检查其类型是不是可执行文件，并经过程序首部信息，肯定代码和数据在可执行文件中的位置并计算出对应的磁盘块地址

2.建立一个新的进程，并将helloword执行文件映射到该进程结构，表示由该进程执行hellworld程序

3.为helloword程序设置cpu上下文环境，并跳到程序开始处

4.执行helloworld程序的第一条指令，发生缺页异常

5.操做系统，分配一页物理内存，并将代码从磁盘读入内存，而后进行执行helloworld程序

6.helloworld程序执行puts函数(系统调用),在显示器上写一字符串

7.操做系统找到要将字符串送往的显示设备，一般设备是由一个进程控制的，因此，操做系统将要写的字符串送给该进程

8.控制设备的进程告诉设备的窗口系统它要显示字符串，窗口系统肯定这是一个合法的操做，而后将字符串转换成像素，将像素写入设备的存储印象区

9.视频硬件将像素转化成显示器可接收的一组控制数据信号

10.显示器解析信号，激发液晶屏

11.在屏幕上看到了'helloworld'

总结： 
   用户程序 -os调用->进程管理 
   用户程序 -os调用->存储管理
   用户程序 -os调用->文件系统

操做系统的定义与做用

1. 操做系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合

2. 特色
  1. 有效：系统效率，资源利用率(cpu,io是否忙碌)
  2. 合理：软硬件资源管理是否合理
  3. 方便使用：用户界面与编程接口
  
3. 做用
  1. 资源的管理者
     1.硬件资源：
        cpu，内存，设备（i/o设备，磁盘，网卡等）
     2.软件资源：
        磁盘上的文件，各种管理信息等
     3.怎样管理资源：
        1.跟踪记录资源的使用状况（哪些资源空闲）
        2.肯定资源分配策略（算法）
          1.静态分配策略
          2.动态分配策略
          3.实施资源的分配和回收
     4.从资源管理的角度
        1.进程/线程管理(cpu管理)
           1.进程线程状态，控制，同步互斥，调度
        2.存储管理
           1.分配/回收，地址转换，存储保护，内存扩充
        3.文件管理
           1.文件目录，文件操做，磁盘管理，文件存取控制
        4.设备管理
           1.设备驱动，分配回收，缓冲技术
        5.用户接口
           1.系统命令，编程接口
  2. 向用户提供各类服务
    1.在操做系统之上，从用户角度来看
       1.操做系统为用户提供来一组功能强大，方便易用的命令或系统调用
    2.典型的服务
       1.进程的建立，执行，文件和目录的操做，i/o设备的使用，各种统计信息
  3. 对硬件机器的扩展
    1. 应用程序
       --------虚拟机器界面
       操做系统
       --------物理机器界面
       硬件

操做系统的主要特征

1.并发：处理多个同时性的能力
  1.问题（活动切换，保护，相互依赖的活动间的同步）
    1.计算机系统同时运行多个程序，单cpu上
      1.宏观上这些程序是同时执行
      2.微观上任什么时候刻只有一个程序真正在执行
  2.并行 多指不一样程序同时在多个硬件部件上执行
 
2.共享：操做系统与多个用户程序共同使用计算机系统中的资源，操做系统要对系统资源进程合理分配和使用，资源在同一个时间段内交替被多个进程所用
    1.互斥共享（打印机）
    2.同时共享（可重入代码，磁盘文件）
    
3.虚拟
  1.一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体，分时或分空间
  2.虚拟是操做系统管理系统资源的重要手段，可提升资源利用率
    1.cpu --每一个进程的'虚处理机'
    2.存储器 --每一个进程都有独立的虚拟地址空间(代码+数据+堆栈)
    3.显示设备 -- 多窗口或虚拟终端
4.随机：操做系统必须随时对以不可预测的次序发生的事件进行响应并处理
   1.进程的运行速度不可预知，多个进程并发执行，走走停停，没法预知每一个进程的运行推动的快慢
   2.难以重现系统在某个时刻的状态(包括重现运行中的错误)

典型操做系统的架构

windows系统体系结构

系统进程 服务进程 用户进程 环境子系统
动态连接库(DLL)
-------------------------------------用户态
系统服务分发起       内核态
内核态可调用接口

执行体

内核 设备驱动程序   图形与窗口

硬件抽象层(HAL)
---------------------------------------物理硬件
硬件

应用程序
系统功能调用
操做系统
计算机硬件

UNIX操做系统

-------------------------用户态
     系统调用接口
     
文件系统    进程控制子系统
-------------------------硬件

linux操做系统

-------------用户态
系统调用接口
文件系统
虚拟内存管理
进程调度
物理内存管理
驱动管理
网络管理
异常处理
中断处理
驱动管理
-------------

安卓系统

1.android应用程序
2.应用程序框架
3.系统库和android运行时
4.linux内核

操做系统的分类

1. 批处理操做系统
  1.工做方式 
    1.用户将做用交给系统操做员
    2.系统操做员将许多用户的做用组成一批做业，输入到计算机系统中，在系统中造成一个自动转接的连续的做业流
    3.启动操做系统
    4.系统启动，依次执行每一个做业
    5.由操做员将做业结果交给用户
  2.追求目标
    1.提供资源利用率，增长做业处理吞吐量
  3.批处理系统中的做业包括
    1.用户程序
    2.数据
    3.做业说明书 
  4.成批：一般用若干个做业组成，用户提交做业后只能等处理结果，不能干预本身做业的执行
  5.批做业处理：
    1.对一批做业中的每一个做业进行相同的处理，从磁带读取用户做业和编译连接程序，编译连接用户做业以生成可执行程序，启动执行，执行并输出结果
  6.问题：
    1.慢速的输入输出处理直接由主机来完成，输入输出时，cpu处于等待状态
  7.解决方案：
    1.卫星机，完成面向用户的输入输出(纸带或卡片)，中间结果暂存在磁带或磁盘上
  8.spooling系统技术
    1.在一台计算机上利用磁盘做缓冲，将输入，计算，输出分布组织成独立的任务流，使i/o和计算真正并行
2. 分时系统
   1.时间片
     操做系统将cpu的时间划分红若干个片断，称为时间片
   2.分时系统与批处理系统结合
3. 实时操做系统
   1.是指计算机可以及时响应外部事件的请求，在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制全部实时设备和实时任务协调一致的工做
4. 我的计算机操做系统
5. 网络操做系统
   1.按网络体系结果协议标准开发的软件
6. 分布式操做系统
   1.以计算机网络为基础，或以多处理机为基础
7. 嵌入式操做系统
   1.在各类设备，装置或系统中，完成特定功能的软硬件系统汽车，手机，电视机，mp3播放器