[系统问题] 9.15  电脑操作系统知识点总结

一、操作系统概述
1.1 操作系统的定义与目标
定义：操作系统是控制管理计算机系统的硬软件，分配调度资源的系统软件。

目标：方便性，有效性（提高系统资源的利用率、提高系统的吞吐量），可扩充性，开放性。

1.2 操作系统的基本功能
统一管理计算机资源：处理器资源，IO设备资源，存储器资源，文件资源;
实现了对计算机资源的抽象：IO设备管理软件提供读写接口，文件管理软件提供操作文件接;
提供了用户与计算机之间的接口：GUI（图形用户界面），命令形式，系统调用形式。
1.3 操作系统的特征
最基本的特征，互为存在条件：并发，共享；

（1）并行：指两个或多个事件可以在同一个时刻发生，多核CPU可以实现并行，一个cpu同一时刻只有一个程序在运行；

（2）并发：指两个或多个事件可以在同一个时间间隔发生，用户看起来是每个程序都在运行，实际上是每个程序都交替执行。


（3）共享性：操作系统的中资源可供多个并发的程序共同使用，这种形式称之为资源共享。

互斥共享：当资源被程序占用时，其它想使用的程序只能等待。
同时访问：某种资源并发的被多个程序访问。
虚拟和异步特性前提是具有并发性。

（4）虚拟性：表现为把一个物理实体转变为若干个逻辑实体。

时分复用技术：资源在时间上进行复用，不同程序并发使用，多道程序分时使用计算机的硬件资源，提高资源的利用率。
空分复用技术：用来实现虚拟磁盘（物理磁盘虚拟为逻辑磁盘，电脑上的C盘、D盘等）、虚拟内存（在逻辑上扩大程序的存储容量）等，提高资源的利用率，提高编程效率。
（5）异步性：在多道程序环境下，允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，使进程的执行以“停停走走”的方式运行，而且每个进程执行的情况（运行、暂停、速度、完成）也是未知的。

1.4 操作系统的中断处理
中断机制的作用：为了在多道批处理系统中让用户进行交互；

中断产生：

发生中断时，CPU立马切换到管态，开展管理工作；（管态又叫特权态，系统态或核心态，是操作系统管理的程序执行时，机器所处的状态。）
发生中断后，当前运行的进程回暂停运行，由操作系统内核对中断进行处理；
对于不同的中断信号，会进行不同的处理。
中断的分类：

内中断（也叫“异常”、“例外”、“陷入”）------- 信号来源：CPU内部，与当前执行指令有关；
外中断（中断）----------信号来源：CPU外部，与当前执行指令无关。
外中断的处理过程：

每执行完一个指令后，CPU都需要检查当前是否有外部中断 信号；
如果检查到外部中断信号，则需要保护被中断进程的CPU环境（如程序状态字PSW，程序计数器PC、各种通用寄存器）把他们存储在PCB（进程控制块中）；
根据中断信号类型转入相应的中断处理程序；
恢复原进程的CPU环境并退出中断，返回原进程继续执行。