《Linux操作系统原理分析》（1）
- [1 操作系统概述](#1 操作系统概述)
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- [1.1 计算机系统](#1.1 计算机系统)
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- [1.1.1 硬件系统](#1.1.1 硬件系统)
- [1.1.2 操作系统](#1.1.2 操作系统)
- [1.1.3 应用软件](#1.1.3 应用软件)
- [1.2 操作系统作用](#1.2 操作系统作用)
- [1.3 操作系统功能](#1.3 操作系统功能)
- [1.4 操作系统分类](#1.4 操作系统分类)
1 操作系统概述
1.1 计算机系统
| 第三层 | 应用程序 |||||
| 第二层 | 操作系统 |||||
| 第一层 | 硬件系统 |
|-----|------|---|---|---|---|
计算机系统分为硬件系统、操作系统、系统应用软件三层。
1.1.1 硬件系统
- 硬件系统由5 个部分构成：运算器、控制器、主存储器 以及输入设备 和输出设备。
- 上层：操作系统。
- 硬件层提供给操作系统的接口是机器的指令系统。
- 操作系统的程序使用指令系统提供的机器指令所具有的功能，实现对硬件的直接管理和控制。
1.1.2 操作系统
- 操作系统是靠近硬件的软件层。
- 用户无需关注硬件和系统软件交互细节。
- 操作系统常驻内存。
- 提供：操作接口 和编成接口。
1.1.3 应用软件
- 包括系统应用软件和应用软件。
- 系统应用软件是操作系统的延申，主要是语言处理程序和系统服务程序。
- 为用户编制应用软件、加工和调试程序以及处理数据提供必要服务
- 不常驻内存。
- 应用软件序是计算机用户为了使用计算机完成某一特定工作，或者解决某一具体问题而编制的程序。
1.2 操作系统作用
- 屏蔽物理层。
- 管理系统资源，提高资源利用率。
1.3 操作系统功能
- 单道系统和多道系统：同时处理一个程序或同时处理多个程序。
- 具体功能
| 模块 | 功能 |
|---|---|
| 处理机管理 | • 进程控制 • 进程调度 • 进程通信 • 进程同步与互斥 • 死锁 （dead lock） |
| 存储器管理 | • 存储分配 • 地址映射 • 存储保护 • 内存扩充 • 内存共享 |
| 设备管理 | • 设备的分配 • 设备的管理和控制（设备驱动程序） • 为用户使用设备提供统一的操作接口（只要指名设备，操作方式（读/写）） • 充分发挥设备和主机的并行工作能力（缓冲和虚拟技术） |
| 文件管理 | • 文件的组织（可以有效地分配和回收文件的存贮空间，存取文件时准确地定位） • 文件的保护和共享 • 文件的操作与用户的接口 |
1.4 操作系统分类
| 类别 | 内容 |
|---|---|
| 批处理操作系统 | • 没有人机交互 • 自动地、按顺序逐个运行各个程序。 |
| 分时操作系统 | • 把处理机的时间分成若干小的时间片，把每个时间片轮流分配给各个程序。 • 可交互。 • 具有较强的交互会话能力 • 以人能就接受的程度来确定响应时间，通常是秒数量级； |
| 实时操作系统 | • 一般是专用系统 • 应用程序是预先设计的，只能响应预先约定好的用户请求。 • 以控制过程或信息处理过程所能容忍的延迟来确定，通常是毫秒或微秒数量级。 |
| 其他操作系统 | • 通用操作系统 ：兼有实时、分时和批处理中的两种或三种处理能力 • 网络操作系统 ：实现网络通信与网络资源管理 • 分布式操作系统 ：由多个分散的计算机网络连接而成的统一的计算机系统 • 嵌入式操作系统：大多用于机电设备、仪器等上的专用控制方面，它大多采用微内核结构 |