操作系统概述(这里针对单核机器并且这里不针对某个操作系统)

操作系统的模块分类

1.进程管理
2.存储管理
3.I/O管理
4.文件管理
这里只介绍这四个模块,并且这里是以:OS是计算机系统中各类资源的管理者。这一类观点进行对操作系统的分析

操作系统根据不同的功能可以划分为不同类别

操作系统发展:
没有操作系统 ==》 单道操作系统 ==》多道操作系统/分时系统/实时系统

批处理系统

1.单道批处理系统
说明:外存中有一批作业在等待,内存中只有一个作业在工作,在内存中有一个Monitor,负责管理作业,在I/O的过程中,cpu在等待
2.多道批处理系统
说明:一个支持多道程序设计的系统允许多道程序同时准备运行,当正在运行的那道程序因为某种原因(比如等待输入或输出数据)暂时不能继续运行时,系统将自动地启动另一道程序运行,一旦原因消除(比如数据已经达到或者数据已经输出完毕),暂时停止运行的那道程序在将来某个时候还可以被系统重新启动继续运行
难点:同步,互斥,不确定性,死锁
目的:最大效率得利用处理器

分时系统

和多道批处理相比,多了时间片的概念,即增强了交互性能
特点:
1.使用多个进程处理多个交互请求
2.处理器的时间是各个用户都共享的
3.多个用户同时使用同一个终端
目的:缩短响应时间

实时操作系统

特点:计算机能及时响应外部事件的请求,在规定的严格时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作。
实时操作系统要追求的目标是:对外部请求在严格时间范围内做出反应,有高可靠性和完整性,其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。
例:类似自动驾驶汽车的系统,就要实时响应了

OS体系结构

一种常见的OS总体结构风格

1.大多数现代OS其总体结构包含两类子系统:一是用户接口子系统,二是基础平台子系统。其中,用户接口子系统提供计算机用户需求的用户命令,基础平台子系统提供应用软件需求的系统调用
2.用户接口子系统与基础平台子系统之间的相互关系具有单向性,用户接口能调用基础平台,反之不行
在这里插入图片描述

基础平台子系统结构风格

分层结构风格

每一层实现一个功能,上层依赖于直接下层
可维护性,可扩展性都很好,但是效率低

分级结构风格

每一级实现一个功能,上级依赖于各下级
可维护性,可扩展性中等

分块结构风格

每一块实现一个功能,互相调用
搞笑,不利于灵活性(模块太多)

多模式结构风格

可靠,安全,降低性能,能难调试

单模式结构风格

双模式结构风格

核外子系统(用户模式)
核心子系统(内核模式)

微核模式

只有必要功能在核心子系统中,其他功能是可配置的(如Linux)

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