操作系统基础

                                                                               操作系统基础

   为何要有操作系统：为用户程序提供一个更好、更简单、更清晰的计算机模型，并管理刚才提到的所有设备。

     操作系统的位置：操作系统位于计算机硬件与应用软件之间，本质也是一个软件。

     操作系统的功能 ：1.隐藏了丑陋的硬件调用接口，为应用程序员提供调用硬件资源的更好，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变得有序化。

      操作系统的发展： 1.第一代计算机（1940~1955）真空管和穿孔卡片。

                                         特点：1.没有操作系统的概念

                                                 2.所有的程序设计都是由纯粹的机器语言编写的.

                                         工作过程：程序员在墙上的机时表预约一段时间，然后程序员拿着他的插件版到机房里，将自己的插件板街道计算机里，这几个                                                               小时内他独享整个计算机资源，后面的一批人都得等着.后来出现了穿孔卡片，可以将程序写在卡片上，然后读入机                                                                 而不用插件板

                                         优点：程序员在申请的时间段内独享整个资源，即时的调试自己的程序，如果有bug可以即时处理

                                         缺点：这对于计算机提供商来说是一种浪费

                                         注意：同一时刻只有一个程序在内存中，被cpu调用执行，比方说10个程序的执行，是串行的.

                                      2.第二代计算机（1955~1965）：晶体管和批处理系统

                                           特点： 设计人员、生产人员、操作人员、程序人员和维护人员直接有了明确的分工，计算机被锁在专用空调房间中，由专业操作人                                                      员运行，这便是‘大型机’。

                                          优点：批处理，节省了机时

                                           缺点：1.整个流程需要人参与控制，将磁带搬来搬去

                                                    2.计算的过程仍然是顺序计算-》串行

                                                    3.程序员原来独享一段时间的计算机，现在必须被统一规划到一批作业中，等待结果和重新调试的过程都需要等同批次的其                                                        他程序都运作完才可以

                                       3.第三代计算机（1965~1980）：集成电路芯片和多道程序设计

                                           解决第二代计算机的问题:卡片被拿到机房后能够很快的将作业从卡片读入磁盘，于是任何时刻当一个作业结束时，操作系                                                                                         统就能将一个作业从磁带读出，装进空出来的内存区域运行，这种技术叫做同时的外部设备联机                                                                                       操作：SPOOLING，该技术同时用于输出。当采用了这种技术后，就不在需要IBM1401机了，                                                                                         也不必将磁带搬来搬去了,第三代计算机的操作系统广泛应用了第二代计算机的操作系统没有的关键技                                                                                 术：多道技术.

     多道技术: 

                  1.时间上的复用当一个资源在时间上复用:不同的程序或用户轮流使用它，第一个程序获取该资源使用结束后，在轮到第二个。。。第三个。。。

                    例如：只有一个cpu，多个程序需要在该cpu上运行，操作系统先把cpu分给第一个程序，在这个程序运行的足够长的时间（时间长短由操作系统的算                       法说了算）或者遇到了I/O阻塞，操作系统则把cpu分配给下一个程序，以此类推，直到第一个程序重新被分配到了cpu然后再次运行，由于cpu的切换                     速度很快，给用户的感觉就是这些程序是同时运行的，或者说是并发的，或者说是伪并行的。至于资源如何实现时间复用，或者说谁应该是下一个要                       运行的程序，以及一个任务需要运行多长时间，这些都是操作系统的工作。

                  2.空间上的复用:每个客户都获取了一个大的资源中的一小部分资源，从而减少了排队等待资源的时间。