现代操作系统学习笔记-第一章01 – 作者:hu666666

引论

1.为什么创造操作系统啊？

现代计算机系统已经是一个及其复杂的系统，由一个或多个中央处理器，内存，输入输出设备等构成。如果直接由人对其进行操作，那实在是不可能完成的任务(因为他要懂得知识以及会的操作过多)。故创造出操作系统这东西，为用户更好的呈现计算机的信息，更好的管理计算机资源，方便用户的使用。

一个误区：用户直接与计算机交互的程序，基于文本的是shell,基于图标的是图形用户界面，他们并不是操作系统的一部分

2.基本组成

最底层是硬件层，上面是软件层，在软件层中操作系统位于最底层。同时计算机运行有两种状态：内核态和用户态。操作系统运行在内核态下，其对硬件有完全访问权限，同时可以执行各种命令。软件其余部分运行在用户态下，只能执行部分命令。

用户接口程序(shell,CUI)位于用户态的底层，运行用户运行其他程序。

操作系统直接运行在裸机上，为其他软件提供基础的运行环境，且操作系统程序受硬件保护，用户无法修改。

注意：在许多操作系统中，运行在用户态下的程序也协助操作系统完成一些特殊的操作。此时，争议就出现了，该程序属不属于操作系统的一部分。故在很多系统中，上述分层是模糊的。

3.操作系统与用户程序的区别

a.所处的地位不同

b.操作系统更加大型，复杂和长寿

1.1什么是操作系统？

首先，我们要明白给出操作系统一个明确且正确的定义是十分困难的。

1.1.1作为扩展机器的操作系统

我们得理解一个概念—-抽像！！！！！

这里举一个栗子：

在早期，软件程序员需要直接使用硬件的接口，在实现程序时，需要深入理解硬件接口，并深入硬盘的细节。这时，就出现了都第一种抽象—硬件驱动，这种软件提供了读写硬盘块的接口，使程序员不用再深入细节。后来，又出现了文件这种抽象，更有效的屏蔽底层硬件的细节，软件程序可以直接创建文件，读写文件，方便了程序员。

抽象是一个很重要的概念。好的抽象可以把几乎不可能管理的任务划分成两个可管理的部分。第一部分是有关抽象的实现和定义，第二部分是随时使用这些抽象解决问题。

操作系统的一个任务就是屏蔽硬件，更显给程序一个良好，清晰，优雅，一致的抽象。

注意：操作系统的实际客户是应用程序。这些应用程序直接与操作系统及其抽象打交道。而我们用户是和用户接口及其抽象打交道。

1.1.2作为资源管理者的操作系统

自顶向下：操作系统可以被看作是向应用程序提供抽象的软件

自底向上：操作系统的任务是在相互竞争的程序之间有序地控制对处理器，存储器等硬件的分配

可能在同一台计算机上运行着多个程序，多个用户在使用同一台计算机。在这种情况下，操作系统的存在是十分有必要的，为不同程序分配资源，对不同用户的资源数据进行隔离。

从资源管理的角度出发，操作系统的主要任务是记录那个程序在使用什么资源，对资源请求进行分配，评估使用，并为不同程序和用户调解相互冲突的资源请求。

重要！！！

资源管理包括用以下两种方式实现多路复用共享资源

第一种：时间复用，不同用户和程序轮流使用资源，典型的例子是，cpu轮流处理不同的程序

第二种：空间复用，每个客户都获得资源的一部分，典型的例子是，磁盘为不同用户划分存储空间，实现多个用户的数据存储在同一台计算机上

1.2操作系统的历史

以计算机的发展史为线索，探究操作系统的发展史。

第一代：真空管和穿孔卡片

设备老旧，没有程序设计语言，更不存在操作系统，仅用于简单的数学运算

第二代：晶体管和批处理系统

第三代：集成电路和多道程序设计

第四代：个人计算机

第三代：移动计算机

来源：freebuf.com 2021-03-26 20:30:00 by: hu666666