操作系统——入门
操作系统(Operating System)—— 是计算机硬件和应用程序之间的一层软件
它最靠近硬件层,用于
CPU管理、内存管理、终端管理、磁盘管理、文件管理、网络管理、电源管理、多核管理。
- CPU调度器
- 物理内存管理
- 虚拟内存管理
- 文件系统管理
操作系统形象地看来,就如同政府,本身不能实现任何有用的功能,但是可以提供一个方便其他程序执行的有用的工作环境。
下面我们从两个角度来探讨操作系统。
用户视角
对于大多数PC机,其操作系统设计的主要目的是为了用户使用方便;
对于大型机或者小型机,操作系统的设计目标是优化资源利用率。
系统角度
操作系统是资源分配器,调度CPU时间、内存空间、文件存储空间、I/O设备等。
操作系统的启动
- 计算机刚开机时,操作系统存放在磁盘disk上
- 开机后,基本I/O处理系统(简称BIOS)可以让计算机系统检测各种各样的外设
- Bootloader将操作系统的代码和数据从硬盘加载到内存中,接下来跳转到操作系统的起始地址
操作系统的interface
一般来说,操作系统需要和外设和应用程序打交道。
操作系统与外设:中断技术
操作系统与应用程序:系统调用、异常
下面分别简要介绍这三种接口。
- 系统调用(sys call):应用程序主动向操作系统发出服务请求,来源于应用程序
- 异常:非法指令或者其他不良处理状态,来源于不良的应用程序
- 中断:来自不同的硬件设备的计时器和网络中断,来源于外设(键盘、鼠标等),它是一个相对持续的过程,对于用户来说是透明的,也就是说用户一般是察觉不到的。
中断
中断——外设事件,一般需要硬件和软件两方面参与。
硬件:设置中断标记(报价将中断事件设置中断标记、记下中断事件的ID)
软件:保存当前处理状态、中断服务程序处理、清除中断标记