操作系统
第一章 计算机系统概述
author:slightwjq
2022年12月30日
1.1 操作系统基本概念
操作系统（OS）是控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，合理地组织、调度计算机的工作与资源的分配，进而为用户和其他软件提供方便接口与环境的程序集合，是最基本的系统软件。
操作系统的特征：并发、共享、虚拟、异步。
1.2 操作系统发展历程
- 批处理阶段：
- 单道批处理系统
- 多道批处理系统
- 分时操作系统
- 实时操作系统
- 网络操作系统和分布式计算机系统
- 个人计算机操作系统
1.3 操作系统运行环境
CPU通常执行两种不同性质的程序：一种是操作系统内核程序；一种是用户自编程序。内核程序要执行一些特权指令（不允许用户直接使用）。
CPU的运行模式划分为用户态和核心态。
操作系统内核包括：时钟管理、中断机制、原语、系统控制的数据结构及处理。
中断和异常
中断也称为外中断，是来自CPU执行指令外部的事件，通常用于信息输入/输出。
异常也称为内中断，是来自CPU执行指令内部的事件。不能被屏蔽，一旦出现应立即处理。
外中断可分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断。
异常可分为故障、终止和自陷。
系统调用
系统调用是指用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。凡是与资源有关的操作，都必须通过系统调用方式向操作系统提出服务请求。
系统调用必定需要使用特权指令才能完成，所以要运行在核心态。用户程序可以执行自陷（又称访管或trap指令，不是特权指令，在用户态使用）来发起系统调用。
1.5 操作系统引导
引导过程如下：激活CPU，硬件自检，加载带有操作系统的硬盘，加载主引导记录MBR，扫描硬盘分区表并加载硬盘活动分区，加载分区引导记录PBR，加载启动管理器，加载操作系统。
1.6 虚拟机
虚拟机是逻辑计算机，通过隐藏实际物理特性，为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境。
第一类虚拟机管理程序：像是操作系统，唯一一个运行在最高特权级的程序。虚拟机管理程序向上层提供若干虚拟机。虚拟机作为用户态进程，不允许执行敏感程序，虚拟机的操作系统认为自己处于内核态（实际上不是）。
第二类虚拟机管理程序：依赖Windows、Linux等操作系统分配和调度资源的程序，很像一个普通进程。
- 本文作者： 魏静崎
- 本文链接： https://slightwjq.github.io/2023/10/17/操作系统-第一章/
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