【操作系统】概述

计算机软硬件系统

• 冯诺伊曼结构
  • 以运算单元为核心，控制流由指令流产生
  • 程序和数据存储在主存中
  • 主存是按地址访问，线性编址
  • 指令由操作码和地址码组成
  • 数据以二进制编码
• 其他：参考《重学计算机-计算机组成原理》

计算机操作系统的发展

• 概述：任何一台机器都有其操作平台和操作系统

洗衣机：开关表示、按钮控制、亮灯显示

• 演进过程
  • 手工操作：手动调动地址和数据按钮录入内存，然后点运行
  • 引进装入程序：用卡片和纸带，通过 ROM 上的装入程序载入内存
    • 汇编语言：对指令提供了助记符号
    • 高级语言：面向问题
  • 简单批处理系统：编写作业控制程序，缩短手工操作的时间
  • 多道批处理系统：排队执行作业，不能同时，也不能和计算机交互
  • 分时系统、实时系统：进程间切换，引入中断机制
  • 通用操作系统：同时具备以上功能

不同视角下的操作系统

• 资源管理的角度：
  • 资源：硬件资源（处理器、内存、外设），软件资源（数据、程序）
  • 例子：驱动程序
  • 共享：资源独占、并发共享
  • 分配：静态、动态、抢占
• 程序控制的角度：进程
• 操作方式的角度：脱机、联机
• 人机交互的角度：行命令、全屏幕控制、窗口界面、虚拟现实
• 程序接口的角度：系统调用（陷入机制）
• 系统结构的角度：
  • OS 构件：内核、进程、线程、管程
  • 设计概念：模块化、层次化、虚拟化