操作系统(一)操作系统的概念、功能
因?yàn)榭荚嚨男枰缘脧念^來一遍操作系統(tǒng),由于的影響推遲了開學(xué)時(shí)間而且沒有帶書回家,而又懶得寫字,所以打算以這種形式記錄一下操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)(參考王道視頻講解以及湯子瀛老師的操作系統(tǒng))。
目錄
1.1 ? ?操作系統(tǒng)的概念、功能?? ???
1.1.1? ?操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)資源管理者的功能
1.1.2? ?操作系統(tǒng)向上層提供服務(wù)
1.1.3??操作系統(tǒng)是最接近硬件的軟件
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1.1 ? ?操作系統(tǒng)的概念、功能
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? ? ? ? ?操作系統(tǒng)(Operating System, OS)是指控制和管理整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件資源,并合理地組織調(diào)度計(jì)算機(jī)的工作和資源的分配;以提供給用戶和其他軟件方便的接口和環(huán)境;它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的系統(tǒng)軟件.
?? ??? ?從這段定義中我們可以劃分出操作系統(tǒng)的三個(gè)功能(即三處加粗位置):
? ? ? ?1.操作系統(tǒng)是系統(tǒng)資源的管理者
? ? ? ?2.操作系統(tǒng)向上層提供服務(wù)
? ? ? ?3.操作系統(tǒng)是最接近硬件的軟件,因此稱其是最基本的系統(tǒng)軟件
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如何直觀的理解此三層含義呢,上面是我的電腦此時(shí)任務(wù)管理器的截圖,從圖中我們可以看出,紅色方框代表對(duì)軟件的管理,黑色方框代表對(duì)硬件的管理。因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)的存在,計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件可以在一定范圍內(nèi)訪問計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備,根據(jù)這層關(guān)系我們便可以總結(jié)出簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的示意圖:
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1.1.1? ?操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)資源管理者的功能
? ? ? ? ? 作為系統(tǒng)資源的管理者,操作系統(tǒng)可以提供的服務(wù)主要有處理機(jī)管理,存儲(chǔ)器管理,文件管理,設(shè)備管理等。程序在執(zhí)行的時(shí)候只有先將這個(gè)程序放在內(nèi)存中,該程序才能被CPU執(zhí)行,這一操作就是由操作系統(tǒng)完成實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)供多個(gè)用戶使用時(shí),用戶對(duì)系統(tǒng)中共享資源的需求(包括數(shù)量和時(shí)間)可能發(fā)生沖突,為了管理好這些共享資源(包括硬件和信息)的使用,操作系統(tǒng)必須記錄下各種資源的使用情況,對(duì)使用資源的請(qǐng)求進(jìn)行授權(quán),協(xié)調(diào)諸用戶對(duì)共享資源的使用,避免發(fā)生沖突,并計(jì)算使用資源的費(fèi)用等。
1.1.2? ? ?操作系統(tǒng)向上層提供服務(wù)
? ? ? ? ?我們知道,計(jì)算機(jī)硬件實(shí)際上只能夠聽懂1010的二進(jìn)制代碼,這對(duì)人類來說是十分困難且無意義的,因此通過在裸機(jī)之上安裝操作系統(tǒng),可以將硬件功能封裝成簡(jiǎn)單易用的服務(wù),當(dāng)用戶在使用計(jì)算機(jī)時(shí)只需要調(diào)用這些服務(wù)即可,無需知道底層的實(shí)現(xiàn)過程,這一功能也稱作封裝。通過封裝,展現(xiàn)在人們面前的計(jì)算機(jī)變得十分的簡(jiǎn)潔,只需要發(fā)出指令便可讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行操作。換句話說,操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。
? ? ? ? 在現(xiàn)在的操作系統(tǒng)中(win等)一般都有十分強(qiáng)大的圖形用戶界面,可以很友好的為用戶提供服務(wù),除此之外我們也可以使用命令行的方式來操作系統(tǒng),下面我們引入兩個(gè)相關(guān)概念:聯(lián)機(jī)命令,脫機(jī)命令。
? ? ? ? 聯(lián)機(jī)命令也成為交互式命令,用戶輸入一行命令,系統(tǒng)便會(huì)執(zhí)行一行命令;脫機(jī)命令也成為批處理命令,用戶可以輸入多行指令,相應(yīng)的計(jì)算機(jī)也會(huì)執(zhí)行多行指令。
? ? ?細(xì)心的同學(xué)可能會(huì)發(fā)現(xiàn),在之前的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中用戶層與操作系統(tǒng)層有些許連接的地方,這個(gè)地方代表的就是圖形用戶界面與命令接口,那么應(yīng)用程序是如何調(diào)用操作系統(tǒng)的呢?應(yīng)用程序是通過系統(tǒng)調(diào)用的方式來請(qǐng)求操作系統(tǒng)服務(wù)的。系統(tǒng)調(diào)用是應(yīng)用程序請(qǐng)求操作系統(tǒng)服務(wù)的唯一方式。一般來說用戶可以使用系統(tǒng)調(diào)用來使用程序接口,而程序接口的調(diào)用只能通過代碼來實(shí)現(xiàn)。例如,程序員在打印“HELLOWORLD”的時(shí)候,使用的printf函數(shù)的底層就是使用了系統(tǒng)調(diào)用。
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1.1.3??操作系統(tǒng)是最接近硬件的軟件
? ? ? ? 操作系統(tǒng)的存在實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件機(jī)器的拓展。在裸機(jī)上,各個(gè)硬件是孤立存在的,操作系統(tǒng)將CPU、內(nèi)存、磁盤、顯示器、鍵盤等硬件合理地組織起來,讓各種硬件能夠相互協(xié)調(diào)配合,實(shí)現(xiàn)更多更復(fù)雜的功能。普通用戶無需關(guān)心這些硬件在底層是怎么組織起來工作的,只需直接使用操作系統(tǒng)提供的接口即可。這些安裝了操作系統(tǒng)等軟件的機(jī)器稱為虛擬機(jī)。
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