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linux操作系统介绍

2024-04-12 00:58 由 zhudachang 发表于 #操作系统

介绍

  1. 早先的计算机是只有操作面板，没有显示屏，是只有输入和输出。
  2. 从这张图可以看到很多的信息
  • operating system:操作系统
  • system and appllcation programs:系统程序与应用程序
    • compller: 编译器
    • assembler:汇编器
    • database system:数据库系统
    • text editor:文本编辑器
  • computer hardware:计算机硬件
  1. interface：接口，界面，介面
  • 接口是连接两个物体的边界，通过这个界面，两边可以很好的地对话
  • 硬件-硬件：usb，hdmi，vga
  • 软件-硬件：使用instruction（指令集）
  • 软件-软件：application programming interface(api)
  1. virtual machine(虚拟机)
  • 操作系统向用户提供一个容易理解和使用的“计算机（虚拟的）”，用户对这个“计算机”的操作都将被操作系统转换成对计算机硬件的操作。
  • 分层结构：application（软件），operating system（os操作系统），hardware（硬件）
  • 软件（application）使用虚拟机接口（virtual machine interface）对操作系统（operating system）进行操作，然后 操作系统（operating system）使用物理机接口（physical machine）对硬件(hardware)进行操作。
  • 对硬件直接进行操作是很困难的，分层的方式去操作，可以简化应用层的工作量，并减少很多错误。
  1. 操作系统能做什么
  • 从用户的角度
    • 提供良好的用户界面
    • 标准的函数库
    • 使得编程更加方便并且不容易出错
  • 从系统的角度
    • 管理资源
      • 硬件资源（处理机，存储器，设备）
      • 信息资源（文件）
    • 解决申请资源时产生的冲突（如两个app都要使用一个文件的时候，会出现冲突）
    • 阻止错误的产生和对计算机不正当的使用（抵御恶意软件）
  1. 定义操作系统
  • An operating system acts an intermediary between user of a computer and the computer hardware
  • The purpose of an operating system is to provide an environment in which a user can execute programs in a convenient and efficient manner.
  • An operating system is software that manages the computer hardware.

计算机系统的组成

  1. computer system organization(计算机组成)
  • bus:总线,所有数据从总线流出来，然后流进去。
    • 键盘流出数据到总线，通过总线流入到内存内，之后内存再通过bus流出到cpu
  • cpu:
  • disk controller(硬盘控制器)：总线通过disk controller连接disk
  • usb controller:
  • graphics adapter(适配器):其实就是显卡
  1. disk
  • 主引导扇区（boot sector）
    • 硬盘的0柱面，0磁头，1扇区称为主引导扇区，在这个扇区里面存放：MBR(Main Boot Record)
  1. 中断
  • 当有事情（Event）发生时，这里的event是随机发生的，cpu会收到一个中断（Interrupt）信号，可以是硬中断也可以是软件中断。
  • cpu会停下正在做的事情，转而执行中断处理程序，执行完成后回又回到之前被中断的地方继续执行。
  • operating system is an interrupt driven system
    • 以中断为驱动的操作系统
  1. storage system（存储系统）
  • cpu负责将指令(Instruction)从内存(Memory)读入
  • 内存以字节为存储单位，每个字节都有一个地址与之对应，通过load（从内存存入寄存器）/store（寄存器流出到内存）指令既可访问指定地址的内存数据
  1. I/O结构
  • 操作系统中有一个专门的io子系统负责完成这项工作
  • IO设备
    • io device 与 controller/adapter相连接
    • Device Driver(驱动)安装在os(操作系统内部)

计算机系统体系结构

  1. 单处理器系统
  2. 多处理器系统
  3. 集群系统

操作系统结构

  1. 单用户单道模式
  • cpu利用率低
  1. 多道程序设计
  • 操作系统最重要的一点是具有多道程序(multiprogramming)能力。
  • 多道程序设计通过安排任务使用得cpu总有一个执行任务，从而提高cpu利用率。
  • 实现的硬件保证:处理器和io设备具备并行工作的能力
  1. 分时系统：
  • 也称为多任务系统

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