第1章 OS概述

第1章 OS概述

1. 什么是操作系统?操作系统的功能?

操作系统是指控制和管理整个计算机系统硬件和软件资源的最基本的系统软件。计算机系统自下而上分为:硬件、操作系统、应用程序和用户。

OS的功能是向上提供接口(用户:命令接口,编程人员:程序接口),并对下层功能的拓展,同时对系统资源的管理(处理机、存储器、文件、设备)。

2. OS的特征是什么?

并发性:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生;(并行性:在同一时刻…)

共享性:系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用;

虚拟性:把一个物理上的实体变成若干个逻辑上的对应物;

异步性:进程的执行并不是一气呵成的,而是以不可预知的速度向前推进.

3. OS的发展与分类

手工OS阶段,用户独占全机,资源利用率低,所有工作都需要人工干预。

批处理OS阶段,单道批处理:自动性、顺序性、单道性。多道批处理:多道、宏观上并行、微观上串行。多道程序共享计算机资源,资源利用率高。

分时OS阶段,把处理机的时间分片轮流分配。具有人机交互能力,但不能优先处理紧急事件。

实时OS阶段,在时间限制内优先处理紧急任务。

4. OS的运行机制

CPU执行两种程序,包括OS内核程序和应用程序,所以CPU的两种状态是内核态和用户态,其中用户态不能执行特权指令。CPU“变态”的唯一条件是中断/异常,“变态”的机制是通过硬件实现。

5. 什么是中断和异常?

中断(外中断):指来自CPU执行指令以外的事件发生;

异常(内中断、trap):指源自CPU执行指令内部的事件.

6. 什么是系统调用?

系统调用指用户在程序中调用OS所提供的一些功能。系统调用的目的是用户必须通过调用系统调用才能操作系统资源,以保证系统稳定性和安全性。

7. 如何引起系统调用?

用户程序执行trap指令,执行过程是用户程序执行trap指令引发系统调用,请求操作系统提供服务。操作系统作出相应处理,将CPU由用户态转为内核态,执行系统调用,执行完后退出内核态,回到用户态。

注意:发出系统调用请求是在用户态,执行系统调用是在内核态,故trap不是特权指令。

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