操作系统之概述

 

应用程序开发和运行需要系统程序做底层支撑，系统程序有：

• 实用工具
• 库程序
• 操作系统

除了应用程序开发和运行的支持，OS还提供哪些功能呢？

• IO访问（驱动程序）
• 文件访问控制
• 程序开发
• 内存管理
• 进程管理
• 系统访问控制
• 错误处理
• 监控记账

历史

• 串行处理
• 批处理（监控程序常驻内存，作业控制语言JCL）：内存保护，定时器，特权指令，中断
• 多道批处理
• 分时系统：时间片（适应实时用户交互）

如果没有操作系统

• 与设备交互的同步问题
• 同时访问一个资源时
• 内存保护问题
• 死锁问题

操作系统的虚存机制

• 进程拆分为很多固定大小的块，称为页
• 进程通过虚地址访问，虚地址包括页号和偏移地址
• 虚地址和实地址之间的映射由操作系统的分页系统提供

关于接口

• ABI：从动态进程角度看机器（虚地址空间、寄存器、机器指令、IO调用）
• API：从静态程序角度看机器（操作系统功能实现、库函数功能实现）
• ISA：从操作系统角度看机器（计算机资源）

虚拟机

• 进程虚拟机：为进程提供ABI
• 系统虚拟机：为操作系统提供ISA

Linux内核组件

• 信号：内核通过信号通知进程
• 系统调用：进程通过系统调用接口调用内核模块
• 进程调度器
• 虚拟内存：面向进程
• 物理内存：面向虚拟内存
• 文件系统
• 网络协议
• 陷阱和错误
• 驱动：块设备驱动、网络设备驱动、字符设备驱动（外存以外的IO设备）
• 中断：面向驱动

一些概念

• 环境子系统
• 对称多处理SMP
• 线程池机制GCD
• 对象句柄：系统服务的调用指针，不命名则供进程自己使用，命名则可以给与之交互的进程使用