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是什么与为什么用
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是什么
- 操作系统是管理计算机硬件和软件资源的计算机程序
- 能管理配置内存，决定资源供需顺序，控制输入输出设备等
- 操作系统还提供让用户和系统交互的操作界面
- 简白了讲
- 操作系统就是管理硬件，提供用户交互的软件系统
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为什么一定要使用操作系统
- 1.我们不可能直接操作计算机硬件
- 2.设备种类繁多复杂，需要统一界面
- 3.操作系统的简易性使得更多人能够使用计算机
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操作系统的基本功能
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操作系统统一管理着计算机资源
- 计算机资源:
- 处理器资源
- 存储器资源
- IO设备资源
- 文件资源
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操作系统实现了对计算机资源的抽象
- 通过管理软件来实现，隐藏了对硬件操作的细节，提供了逻辑设备
- 用户无需面向硬件接口编程
- 例:
- IO设备管理软件，提供读写接口
- 文件管理软件，提供操作文件接口
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操作系统提供了用户与计算机之间的接口
- 图像窗口形式
- 例：鼠标点击和滑动
- 命令形式
- 例：Linux命令bash
- 系统调用形式
- 例：打开/关闭文件，读取数据
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操作系统的相关概念
- 1.并发性
- 2.共享性
- 3.虚拟性
- 4.异步性
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并发性
- 并行是指2个或多个事件可以在同一时刻发生
- 并发是指2个或多个事件可以在同一个时间间隔发生
- 多道程序设计是指在一台处理机上同一时刻运行多个程序
- 宏观上并行，微观上串行
- 多道程序设计是并行和并发的基础
- 对于单处理器来说，程序主要是并发执行
- 对于双处理器来说，强调双处理器时主要是强调并行，强调双处理器的每一个核时主要是强调并发
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共享性
- 共享性表现为操作系统中的资源可供多个并发的程序共同使用
- 这种共同使用的形式称之为资源共享
- 资源共享根据属性可分为两种形式
- 1.互斥共享形式
- 当资源被程序(进程)A占用时，其它想使用的话只能等待
- 只有程序(进程)A使用完以后，其它程序(进程)才可以使用该资源
- 2.同时访问形式
- 某种资源在一段时间内并发地被多个程序访问
- 这种同时是宏观的，从宏观去看该资源可以被同时访问
- 强调一段时间内并发地去使用，主要是强调共享性的同时访问形式
- 强调某一时刻或比较短的时间间隔，主要是强调共享性的互斥共享形式
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虚拟性
- 虚拟性表现为把一个物理实体转变为若干个逻辑实体
- 物理实体是真实存在的，逻辑实体是虚拟的
- 虚拟的技术主要有时分复用技术和空分复用技术
- 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
- 单核的例子里，在时间轴上，多个程序交替地执行，交替地使用CPU的资源，就属于时分复用的一种
- 提高资源利用率
- 时分复用技术有虚拟处理器技术和虚拟设备技术
- 虚拟处理器技术
- 借助多道程序设计技术
- 为每个程序建立进程
- 多个程序分时复用处理器
- 虚拟设备技术
- 物理设备虚拟为多个逻辑设备
- 每个程序占用一个逻辑设备
- 多个程序通过逻辑设备并发访问
- 空分复用技术用来实现虚拟磁盘，虚拟内存等
- 虚拟磁盘技术
- 物理磁盘虚拟为逻辑磁盘
- C,D,E等逻辑盘
- 使用起来更加安全，方便
- 虚拟内存技术
- 在逻辑上扩大程序的存储容量
- 使用比实际内存更大的容量的内存
- 大大提升编程效率
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异步性
- 在多道程序环境下，允许多个进程并发执行
- 进程在使用资源时可能需要等待或放弃
- 进程的执行并不是一气呵成的，而是以走走停停的形式推进
- 由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进
- 不知何时执行，不知何时暂停，也不知何时完成