計算機系統概述(作業系統筆記一)

作業系統的基本概念、功能

作業系統 (Operating System, OS) 是指控制和管理整個計算機系統的硬體和軟體資源，并合理地組織排程計算機的工作和資源配置設定；以提供給使用者和其他軟體友善的接口和環境；它是計算機系統中最基本的系統軟體。

作業系統的特征

• 并發：指兩個或多個事件在同一時間間隔内發生（宏觀上是同時發生，微觀上是交替發生的）
• 并行：指兩個或多個事件在同一時刻同時發生

注意：單核CPU同時隻能執行一個程式，各個程式隻能并發執行；多核CPU同一時刻可以執行多個程式，多個程式可以并行執行。

• 互斥共享方式：一個時間段内隻允許一個程序通路該資源（如電腦的攝像頭，列印機）
• 同時共享方式：允許一個時間段内由多個程序“同時”對它進行通路（如麥克風，可以同時播放音樂和遊戲音效）（這裡的同時是宏觀上的同時，微觀上可能是交替通路的）
• 虛拟是指将實體上的實體變為若幹個邏輯上的對應物，沒有并發性，就談不上虛拟性。
• 異步：多道程式并發執行，但由于資源有限，程序的執行不是一管到底的，基本上是走走停停的推進，這就是異步性。隻有系統擁有并發性，才有可能導緻異步性。

作業系統的發展和分類

作業系統的運作機制

作業系統的中斷和異常

中斷的作用：讓作業系統核心強行奪回CPU的控制權，使CPU從使用者态變為核心态。（沒有中斷機制，就不可能實作作業系統，不可能實作程式并發）

不同的中斷信号，需要不同的中斷程式來進行處理。 當CPU檢測到中斷信号後，會根據中斷信号的類型去查詢 “中斷向量表” ，以此來找到相應的中斷處理程式在記憶體中的存放位置。

系統調用

系統調用的過程：　① 傳遞系統調用參數　② 執行陷入指令(使用者态)　③ 執行相應的内請求核程式處理系統調用(核心态)　④ 傳回應用程式

陷入指令　＝　trap 指令　＝　訪管指令

陷入指令是在使用者态執行的，不是特權指令，隻是一個特殊的指令，執行後引發一個内中斷，使CPU進入核心态。

發出系統調用請求是使用者态，而對系統調用處理是在核心态。

作業系統的核心

核心又分為兩類：大核心、微核心

大核心：主要功能子產品都作為系統核心，運作在核心态，優點高性能，但是核心龐大，結構混亂，難以維護。

微核心：隻把基本功能保留在核心， 優點是核心功能少，結構清晰，友善維護，但是需要頻繁的在核心态和使用者态之間切換，性能低。

我算是半跨考的考生吧，這些基礎課沒學過，一邊複習一邊記筆記了