操作系统基础

为何要有操作系统

　　计算机是一个复杂的系统，程序员无法把所有硬件的细节都了解到，所以把繁琐的工作交给操作系统来干。

操作系统的位置

　　操作系统位于硬件与应用软件之间，本质是软件，由操作系统的内核（运行于内核态，管理硬件资源）及系统调用（运行于用户态，为程序员写的应用程序提供系统调用接口）两部分组成。

操作系统的功能

　　1.隐藏硬件调用接口，提供系统调用接口（提供调用硬件资源更好，更简单，更清晰的模型）。

　　2.将应用程序对硬件资源的竞态请求有序化。

操作系统发展史

　　第一代计算机（1940-1955） 真空管和穿孔卡片

　　　　特点：没有操作系统的概念，所有非程序设计都是直接操控硬件。同一时刻只有一个程序在内存中，被CPU调用执行。

　　　　优点：程序员可以在申请的时间内独享整个资源，及时挑食自己的程序。

　　　　缺点：浪费计算机资源，一段时间内只能一个人用。

　　第二代计算机（1955-1965）：晶体管和批处系统

　　　　特点：设计、生产、操作、程序、维护人员有了明确分工。有了操作系统的概念，有程序设计语言（FORTRAN或汇编语言）写到纸上穿孔打成卡片，再将卡片盒带输入到输入室，交给操作员，等待输出结果。计算机分为输入输出和计算两部分。

　　　　优点：批处理，节省机时。（解决一代计算机缺点）

　　　　缺点：1.整个流程需要人参与。2.计算过程仍是串行。3.程序员无法即时调试程序，影响开发效率。

　　第三代计算机：（1965-1980）：集成电路芯片和多道程序。

　　　　特点：将输入输出和计算功能集成在一台设备（IBM的system/360系列）。

解决了二代计算机的问题。

1.更快的将作业从卡片读入磁盘，当一个作业结束时操作系统可以将其从磁带读出，装进空出来的内存区域运行。同时外部设备连击操作：SPOOLING，可同时用于输入输出。不再需要IBM1401机和人参与流程。

2.多道技术：（多道指的是多道/个程序）

空间上的复用：内存中进入多个程序。

PS：内存必须实现物理级别的隔离。

时间上的复用： 一个程序占用CPU时间过长或者遇到了IO阻塞时另一个程序可以使用CPU

3.分时操作系统：

　　　　多个联机终端+多道技术。

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