作業系統簡介

2022-08-04 00:21:14 字數 2137 閱讀 4838

作業系統就是乙個協調、管理和控制計算機硬體資源和軟體資源的控制程式。由於計算機系統很複雜,如果每位程式設計師都必須掌握該作業系統所有的細節,會大大影響到開發效率和跟得上使用者對應用程式的需求。管理硬體並加以優化運用是作業系統應該幹的活,程式設計師自此可以從繁瑣的工作中解脫出來,考慮開發自己的應用程式即可,這些應用程式可以通過作業系統使用硬體。

首先我們知道,作業系統是位於硬體和應用程式之間的,本身就是個軟體,它由兩部分組成:系統呼叫和核心。系統呼叫是執行於使用者態的,作用是給程式設計師寫的應用程式提供系統呼叫介面。核心態負責管理硬體資源。

下圖我們可以更好的理解:

我們可以將之分為兩部分。一方面,隱藏了醜陋的硬體呼叫介面,為程式設計師提供了可以呼叫硬體資源的系統呼叫介面(更好,更簡單,更清晰)。在此基礎上使用者可以不用管操作硬體的具體細節,可以專心開發自己的應用程式。例如檔案的概念。

另一方面,作業系統將應用程式對硬體資源的競態請求變得有序化。(多路復用)

作業系統的功能總結為:處理來自多個程式發起的多個(多個即多路)共享(共享即復用)資源的請求,簡稱多路復用。

特點:

沒有作業系統的概念

所有的程式設計都是由純粹的機器語言編寫的

優點:

程式設計師在申請的時間段內獨享整個資源,即時的除錯自己的程式,如果有bug可以即時處理

缺點:

這對於計算機提供商來說是一種浪費

注意:同一時刻只有乙個程式在記憶體中,被cpu呼叫執行,多個程式的執行是序列的

特點:

有了作業系統的概念,最早期的作業系統是人力與計算機結合的系統,需要人參與。

有了程式語言:fortran語言或組合語言

第二代如何解決第一代的問題:

1.把一堆人的輸入攢成一大波輸入,

2.然後順序計算(這是有問題的,但是第二代計算也沒有解決)

3.把一堆人的輸出攢成一大波輸出

優點:批處理,節省了機時

缺點:

1.整個流程需要人參與控制

2.計算的過程仍然是順序計算-》序列

3.程式設計師原來獨享一段時間的計算機,現在必須被統一規劃到一批作業中,等待結果和重新除錯的過程都需要等同批次的其他程式都運作完才可以(這極大的影響了程式的開發效率,無法及時除錯程式)

如何解決第二代計算機的問題1:

卡片被拿到機房後能夠很快的將作業從卡片讀入磁碟,於是任何時刻當乙個作業結束時,作業系統就能將乙個作業從磁帶讀出,裝進空出來的記憶體區域執行,這種技術叫做

同時的外部裝置聯機操作:spooling,該技術同時用於輸出。當採用了這種技術後,中間倆小人不再需要

如何解決第二代計算機的問題2:

第三代計算機的作業系統廣泛應用了第二代計算機的作業系統沒有的關鍵技術:多道技術

多道技術的實現是為了解決多個程式競爭或者說共享同乙個資源(比如cpu)的有序排程問題,解決方式即多路復用,多路復用分為時間上的復用和空間上的復用。

1.時間上的復用:當乙個資源在時間上覆用時,不同的程式或使用者輪流使用它,第乙個程式獲取該資源使用結束後,再輪到第二個,第三個。由於cpu的切換速度很快,給使用者的感覺就是這些程式是同時執行的,誰應該是下乙個要執行的程式,以及乙個任務需要執行多長時間,這些都是作業系統的工作。

2.空間上的復用:將記憶體分為幾部分,每個部分放入乙個程式,這樣,同一時間記憶體中就有了多道程式。但伴隨的乙個問題是,程式之間的記憶體必須分割,如果彼此不分割,則可能會導致乙個程式可以訪問另乙個程式的記憶體,引發安全問題和影響穩定性能。

如何解決第二代計算機的問題3:

多個聯機終端+多道技術(時間復用方式和空間復用方式合起來即是多道技術。)

cpu採用多道的方式處理記憶體中的程式,計算機能夠為許多使用者提供快速的互動式服務,所有的使用者都以為自己獨享了計算機資源。

第三代計算機廣泛採用了必須的保護硬體(程式之間的記憶體彼此隔離)之後,分時系統才開始流

第三代計算機的作業系統仍然是批處理。

作業系統簡介

定義 作業系統就是乙個協調 管理和控制計算機硬體資源和軟體資源的控制程式。為何要有作業系統 因為計算機硬體系統是乙個複雜的系統,主要由 處理器 儲存器 輸入輸出控制系統和各種外部裝置組成。如果沒有作業系統,使用者必須了解該系統的每乙個細節,才能有效使用計算機。這樣會嚴重影響使用者的工作效率,而且會大...

作業系統簡介

現代的計算機系統主要是由乙個或者多個cpu,記憶體,硬碟,鍵盤,滑鼠,顯示器,印表機,網路介面及其他輸入輸出裝置組成。一般而言,現代計算機系統是乙個複雜的系統。程式設計師無法把所有的硬體操作細節都了解到,管理這些硬體並且加以優化使用是非常繁瑣的工作,這個繁瑣的工作就是作業系統來幹的,有了他,程式設計...

作業系統 簡介

處理機管理 程序控制 程序同步 程序通訊 死鎖處理 處理機排程 儲存器管理 提高記憶體利用率,記憶體的分配與 位址對映 記憶體保護與共享 記憶體擴充 檔案管理 計算機中的資訊都是以檔案的形式存在的 裝置管理 完成使用者的i o請求,方便使用者使用裝置 並提高裝置的利用率 命令介面 使用者通過控制台或...