作業系統：控制和管理整個計算機系統的硬體和軟體資源，並合理組織排程計算機工作和資源的分配，以提供給使用者和其他軟體方便的介面和環境，它是計算機系統中最基本的系統軟
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系統軟體
。程序：程序是乙個程式執行過程。執行前需要將該程式放到記憶體中，才能被cpu處理。
1.1.2.1作為系統資源的管理者的功能：處理機管理、儲存器管理、檔案管理、裝置管理；目標：安全高效
1.1.2.2作為使用者和計算機硬體之間的介面：命令介面、程式介面、gui；目標：方便使用者使用
**命令介面：**允許使用者直接使用，分為聯機命令介面和離線命令介面。
聯機命令介面：使用者說一句，系統做一句（互動式命令介面）；離線命令介面：使用者說一堆，系統做一堆（批處理命令介面）
**程式介面：**允許使用者通過程式間接使用。（也叫系統呼叫，系統呼叫命令，廣義指令）
命令介面和程式介面統稱為使用者介面
**gui:**現代作業系統中最流行的圖形使用者介面。
1.1.2.3作為最接近硬體層次：實現對硬體機器的拓展
沒有任何軟體支援的計算機稱為裸機，把覆蓋了軟體的機器稱為擴充機器，又稱之為虛擬機器。
這些事件巨集觀上
是同時發
生的
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巨集觀上是同時
發生的,但微觀上
是交替發
生的
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微觀上是交替
發生的. 操作系
統的併發
性\color
作業系統的並
發性是指計算機系統中同時存在著多個執行著的程式。
並行：指兩個或多個事件在同一時刻同時發生。
共享分為：互斥共享方式和同時共享方式
互斥共享方式
巨集觀上互斥，乙個大時間段內只允許乙個程序訪問該資源。攝像頭不能同時由兩個程式同時使用。
1.2.2.2同時共享方式
使用者感受到的記憶體大於實際電腦的記憶體——「空分復用技術」，併發性也用到了
單核cpu，但開啟了5個程式，感覺是5個cpu同時工作——「分時復用技術」，本質上就是併發性
在多道程式環境下，允許多個程式併發執行，但由於資源有限，程序的執行不是一貫到底的，而是走走停停，以不可預知的速度向前推進，這就是程序的非同步性。只有系統擁有併發性，才有可能導致非同步性。
1.3.1.1兩種指令：特權指令和非特權指令
**特權指令：**不允許使用者程式使用，例如記憶體清零指令。
**非特權指令：**允許使用者程式使用，例如普通的運算指令。
1.3.1.2兩種處理器狀態：核心態和使用者態
**使用者態（目態）：**差此時cpu只能執行非特權指令。
**核心態（管態）：**特權指令、非特權指令都可執行。
用狀態暫存器（psw）中的某標識位來標識當預處理器處於什麼狀態。
1.3.1.3兩種程式：核心程式和應用程式
**核心程式：**作業系統的核心程式是系統的管理者，既可以執行特權指令，也可以執行非特權指令，執行在核心態。
**應用程式：**為了保證系統能安全執行，普通應用程式只能執行非特權指令，執行在使用者態。
1.3.2.1核心中與硬體關聯緊密的模組
**時鐘管理：**實現計時功能
**中斷處理：**負責實現中斷機制
**原語：**是一種特殊的程式，處於作業系統最底層，是最接近硬體的部分，這種程式的執行具有原理性——其執行只能一氣呵成，不可中斷，執行時間較短、呼叫頻繁。
1.3.2.2對系統資源進行管理的功能(有些系統不歸為核心功能)
程序管理、儲存器管理、裝置管理
1.3.3.1大核心
**概念：**將作業系統的主要功能模組都作為系統核心，執行在核心態。
**優點：**高效能。**缺點：**核心**龐大，結構混亂，難以維護。
1.3.3.2微核心
**概念：**只把最基本的功能保留在核心。
**優點：**核心功能少，結構清晰，方便維護。**缺點：**需要頻繁地在核心態和使用者態之間切換，效能低。
(1)當中斷發生時，cpu立刻進入核心態
(2)當中斷發生後，當前執行的程序暫停執行，並由作業系統核心對中斷進行處理
(3)對於不同的中斷訊號，會進行不同的處理
只有中斷使cpu從使用者態切換到核心態，使作業系統獲得計算機的控制權。切換是通過執行乙個特權指令，將狀態字(psw)的標誌位設定為「使用者態」。有了中斷，才能實現多道程式的併發執行。
(1)內中斷的一種分類
自願中斷——指令中斷或強迫中斷：硬體中斷（例如缺頁）或軟體中斷（例如整除0）
(2)內中斷的另一種分類
**陷阱、陷入：**有意而為之的異常，如系統呼叫。
**故障：**由錯誤條件引起的，可能被故障處理程式修復，如缺頁。
**終止：**不可恢復的致命錯誤造成的結果，終止處理程式不再將程式返回給引發終止的應用程式，如整除0。
外設請求（i/o操作完成發出的中斷訊號）或人工干預（使用者強制終止乙個程序）
(1)執行完每個指令之後，cpu都要檢查當前是否有外部中斷訊號
(2)如果檢測到外部中斷訊號，則需要保護被中斷程序的cpu環境（如程式狀態字psw，程式計數器pc、各種通用暫存器）
系統呼叫的相關處理需要在核心態下進行
**裝置管理：**完成裝置的 請求/釋放/啟動 等功能
**檔案管理：**完成檔案的 讀/寫/建立/刪除 等操作
**程序控制：**完成程序的 建立/撤銷/阻塞/喚醒 等功能
**程序通訊：**完成程序之間的 訊息傳遞/訊號傳遞 等功能
**記憶體管理：**完成記憶體的 分配/** 等功能
傳遞系統呼叫引數->執行陷入指令（使用者態）->執行系統呼叫相應服務程式（核心態）->返回使用者程式
**注意：**陷入指令是在使用者態執行的，執行陷入指令之後立即引發乙個內中斷，從而cpu進入核心態。發出系統呼叫的請求是在使用者態，而對系統呼叫的相應處理在核心態下進行。
作業系統學習筆記 作業系統基礎
先看下面的一張圖 你會聯想到什麼？沒錯這是整個計算機啊。我們講計算機是用來幫助人們解決一些實際問題的工具 那我們不妨先 一下，在螢幕上輸入 hello 計算機內部都會進行哪些工作吧。輸出 hello 的工作 cpu發指令給記憶體，把記憶體位址為300的地方東西拿出來，寫入到777視訊記憶體位址。螢幕...
作業系統基礎
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作業系統基礎
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