操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件粟矿，是一些程序模塊的集合。
操作系統(tǒng)的作用
- 資源的管理者（有效）
- 硬件資源：CPU损拢，內(nèi)存陌粹，設(shè)備(I/O設(shè)備、磁盤福压、時(shí)鐘掏秩、網(wǎng)絡(luò)卡等)
- 軟件資源：磁盤上的文件、各類管理信息等
- 通過命令接口荆姆、編程接口等為用戶提供各種服務(wù)（方便使用）
操作系統(tǒng)為用戶提供了一組功能強(qiáng)大蒙幻，方便易用的命令或系統(tǒng)調(diào)用。如：進(jìn)程的創(chuàng)建胞枕、執(zhí)行杆煞；文件和目錄的操作；I/O設(shè)備的使用... - 對(duì)硬件機(jī)器的擴(kuò)展（擴(kuò)展能力）
操作系統(tǒng)在應(yīng)用程序與硬件之間建立了一個(gè)等價(jià)的擴(kuò)展機(jī)器(虛擬機(jī))。對(duì)硬件抽象决乎，提高可移植性队询；比底層硬件更容易編程。
如何管理資源
- 跟蹤記錄資源的使用狀況(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))
如：哪些資源空閑构诚，分配給誰使用蚌斩，允許使用多長時(shí)間等。 - 確定資源分配策略——算法范嘱。
常見的策略有 靜態(tài)分配策略送膳，動(dòng)態(tài)分配策略。 - 實(shí)施資源的分配和回收
- 提供資源利用率
- 保護(hù)資源的使用
- 協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程對(duì)資源請(qǐng)求的沖突
從資源管理角度丑蛤，操作系統(tǒng)有5大基本功能
- 進(jìn)程/線程管理叠聋，也稱CPU管理
進(jìn)程線程狀態(tài)、控制受裹、同步互斥碌补、通信、調(diào)度... - 存儲(chǔ)管理
分配/回收棉饶、地址轉(zhuǎn)換厦章、存儲(chǔ)保護(hù)、內(nèi)存擴(kuò)充... - 文件管理
文件目錄照藻、文件操作袜啃、磁盤空間、文件存取控制... - 設(shè)備管理
設(shè)備驅(qū)動(dòng)幸缕、分配回收群发、緩沖技術(shù)... - 用戶接口
系統(tǒng)命令、編程接口
操作系統(tǒng)的特征
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并發(fā)(concurrency)：指處理多個(gè)同時(shí)性活動(dòng)的能力冀值。
由于并發(fā)將會(huì)引發(fā)很多的問題：活動(dòng)切換也物、保護(hù)、相互依賴的活動(dòng)間的同步列疗。
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中同時(shí)存在多個(gè)程序運(yùn)行滑蚯，單CPU上：
- 宏觀上：這些程序同時(shí)在執(zhí)行
- 微觀上：任何時(shí)刻只有一個(gè)程序真正在執(zhí)行，即這些程序在CPU上是輪流執(zhí)行的抵栈。
并行(parallel)：與并發(fā)相似告材，但多指不同程序同時(shí)在多個(gè)硬件部件上執(zhí)行。
跑馬拉松古劲，大家都在一起往前跑斥赋，就是并發(fā)。如果是110米欄产艾，每個(gè)人都必須在自己的跑道上進(jìn)行就是并行疤剑。
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共享(sharing)：操作系統(tǒng)與多個(gè)用戶的程序共同使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源(共享有限的系統(tǒng)資源)滑绒。
操作系統(tǒng)要對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行合理分配和使用；資源在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)交替被多個(gè)進(jìn)程所用隘膘。
- 互斥共享(如打印機(jī)疑故，一個(gè)進(jìn)程用完后才能分給另一個(gè)進(jìn)程使用)
- 同時(shí)共享(如可重入代碼、磁盤文件)
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虛擬(virtual)：一個(gè)物理實(shí)體映射為若干個(gè)對(duì)應(yīng)的邏輯實(shí)體——分時(shí)或分空間弯菊。
虛擬是操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)資源的重要手段纵势，可提高資源利用率。
- CPU——每個(gè)進(jìn)程的“虛處理機(jī)”
- 存儲(chǔ)器——每個(gè)進(jìn)程都有獨(dú)立的虛擬地址空間(代碼+數(shù)據(jù)+堆棧)
- 顯示設(shè)備——多窗口或虛擬終端
- 隨機(jī)：操作系統(tǒng)必須隨時(shí)對(duì)以不可預(yù)測的次序發(fā)生的事件進(jìn)行響應(yīng)并處理管钳。
- 進(jìn)程的運(yùn)行速度不可預(yù)知：多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行钦铁，“走走停停”才漆，無法預(yù)知每個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行推進(jìn)的快慢
- 難以重現(xiàn)系統(tǒng)在某個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)(包括重現(xiàn)運(yùn)行中的錯(cuò)誤)
操作系統(tǒng)架構(gòu)
windows操作系統(tǒng)架構(gòu)
