一俯邓、操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用
1.1 目標(biāo)
方便性：易學(xué)易用（GUI快集、各種api定枷、硬件之上）
有效性：提高資源利用率(cpu金闽、內(nèi)存)、提高系統(tǒng)吞吐量
開放性：基于相同的OSI標(biāo)準(zhǔn)促脉、各種OS可兼容
可擴(kuò)充性：無結(jié)構(gòu)->模塊化->層次化->微內(nèi)核
1.2作用
1.2.1 作為用戶與計算機(jī)硬件的接口
1.2.2 作為計算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者
計算機(jī)資源：處理機(jī)辰斋、存儲器策州、IO設(shè)備、文件(數(shù)據(jù)宫仗、程序)
處理機(jī)：分配與控制
存儲器：分配與控制
IO設(shè)備：分配與回收够挂、操縱
文件：讀寫、共享藕夫、保護(hù)
協(xié)調(diào)競爭資源孽糖，比如多用戶等
1.2.3 實現(xiàn)了對計算機(jī)系統(tǒng)資源的抽象
OS是鋪設(shè)在計算機(jī)硬件之上的多層軟件集合、隱藏了對硬件操作的具體細(xì)節(jié)毅贮、增強(qiáng)了系統(tǒng)的功能办悟、實現(xiàn)了對計算機(jī)硬件多個層次的抽象
二、操作系統(tǒng)的發(fā)展過程
2.1 操作系統(tǒng)發(fā)展的動力
2.1.1不斷提高的計算機(jī)資源利用率
2.1.2方便用戶
gui滩褥、多用戶
2.1.3器件不斷更新?lián)Q代
微機(jī)芯片不斷升級換代：8->16->31->64位
2.1.4計算機(jī)體系不斷發(fā)展
單處理機(jī)=》多處理機(jī)
網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等
2.1.5不斷提出新的應(yīng)用需求
工業(yè)控制系統(tǒng)-》智能設(shè)備
2.2操作系統(tǒng)發(fā)展的過程
2.2.1未配置操作系統(tǒng)
人工操作：cpu被人工的輸入輸出拖慢病蛉，嚴(yán)重降低了cpu的利用率
脫機(jī)輸入/輸出:人工操作變?yōu)橥鈬鷻C(jī)
2.2.2單道批處理系統(tǒng)
cpu（輸入、輸出時cpu空閑）瑰煎、內(nèi)存利用率低（內(nèi)存中只有一個程序铺然，只能按照內(nèi)存最大的程序配置內(nèi)存）
2.2.3多道批處理系統(tǒng)
核心推動力：資源然利用率、系統(tǒng)吞吐量
核心缺陷：無法人機(jī)交互
2.2.4分時系統(tǒng)
核心推動力：人機(jī)交互酒甸、共享主機(jī)
關(guān)鍵問題：及時接收魄健、及時處理
2.2.5實時系統(tǒng)
2.2.6微機(jī)系統(tǒng)
單用戶單任務(wù)-》單用戶多任務(wù)-》多用戶多任務(wù)
三、操作系統(tǒng)基本特性
3.1 并發(fā)
并發(fā)：是指在某一段時間內(nèi)多個程序交替執(zhí)行烘挫。在單CPU的操作系統(tǒng)上诀艰，并發(fā)是指多個程序在系統(tǒng)分時交替運行；在多cpu的操作系統(tǒng)上饮六，程序可能會被分配多個cpu執(zhí)行其垄，可能會達(dá)到多個程序并行執(zhí)行的效果
并行：在某一時刻多個進(jìn)程同時執(zhí)行
進(jìn)程：運行中的程序，系統(tǒng)中能獨立運行和資源分配的基本單位卤橄、是由一組機(jī)器指令绿满、數(shù)據(jù)和堆棧組成的能獨立運行的實體
3.2 共享
類型：資源共享、資源復(fù)用
3.3 虛擬
時分復(fù)用：CPU的空閑（比如cpu和IO的速率不對等）
空分復(fù)用：本質(zhì)上是內(nèi)存的分時復(fù)用
3.4 異步
內(nèi)存窟扑、io速度不對等喇颁；程序是走走停停的
四、操作系統(tǒng)的主要功能
4.1 處理機(jī)功能
用于創(chuàng)建和撤銷進(jìn)程嚎货、對進(jìn)程進(jìn)行協(xié)調(diào)橘霎、進(jìn)程間信息交換以及按照一定的算法給處理機(jī)分配給CPU
4.1.1進(jìn)程控制
4.1.2進(jìn)程同步
鎖、型號量
4.1.3進(jìn)程通信
4.1.4進(jìn)程調(diào)度
作業(yè)調(diào)度殖属、進(jìn)程調(diào)度
4.2 存儲器的功能
為程序提供良好的運行環(huán)境姐叁，提高內(nèi)存的利用率，方便用戶使用。具有內(nèi)存分配外潜、回收原环、保護(hù)、擴(kuò)充处窥、地址映射等功能
4.2.1 內(nèi)存分配
動態(tài)分配嘱吗、靜態(tài)分配
4.2.2內(nèi)存保護(hù)
4.2.3地址映射
4.2.4內(nèi)存擴(kuò)充
4.3 設(shè)備管理功能
分配、操作IO設(shè)備滔驾、提高CPU利用率谒麦。（分配設(shè)備、緩沖功能哆致、虛擬設(shè)備功能）
4.4 文件管理功能
對用戶文件弄匕、系統(tǒng)文件的管理，方便用戶使用并保證文件的安全性沽瞭。包括文件空間管理、文件管理剩瓶、目錄管理驹溃，文件的共享和保護(hù)等功能
4.5 操作系統(tǒng)與用戶之間的接口
用戶接口：聯(lián)機(jī)用戶接口、脫機(jī)用戶接口延曙、圖形界面用戶接口
程序接口
4.6現(xiàn)代操作系統(tǒng)新功能
4.6.1 系統(tǒng)安全
密碼技術(shù)豌鹤、認(rèn)證技術(shù)、訪問控制技術(shù)枝缔、反病毒技術(shù)
4.6.2 網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù)
4.6.3 支持多媒體
五布疙、操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
無結(jié)構(gòu)-》模塊化-》層次性-》微內(nèi)核
微內(nèi)核：足夠小的內(nèi)核、采用CS服務(wù)模式愿卸、機(jī)制與策略分離（機(jī)制是指某些功能的具體執(zhí)行灵临、策略是對執(zhí)行的參數(shù)等的優(yōu)化、機(jī)制位于底層）趴荸、面向?qū)ο蠹夹g(shù)
5.1微內(nèi)核的功能
5.1.1線程儒溉、進(jìn)程管理
5.1.2低級存儲器管理
用戶空間的邏輯地址轉(zhuǎn)換為硬件的物理地址
5.1.3中斷和陷入管理
5.1.4微內(nèi)核的優(yōu)缺點
優(yōu)點：可擴(kuò)展性、可靠性发钝、可移植顿涣、分布式支持，融入了面向?qū)ο蠹夹g(shù)
缺點：主要是多層次結(jié)構(gòu)導(dǎo)致效率降低了
