操作系统

发表于 2022-03-28 更新于 2022-04-23 分类于计算机考研阅读次数： Waline：本文字数： 1.1k

第一章：概述

并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

在多道程序环境下,一段时间内,宏观上有多道程序在同时执行,而在每一时刻,单处理机环境下实际仅能有一道程序执行,故微观上这些程序还是在分时地交替执行。操作系统的并发性是通过分时得以实现的。

其中并发和共享是两个最基本的特征，二者互为存在条件。

负责进程控制、存储管理、设备管理和文件管理、进程通信，以及向上层用户和应用程序提供一些可调用的系统接口（命令接口、程序接口和GUI）。

操作系统接口图

在计算机系统中,通常运行着两类程序:系统内核程序和应用程序,为了保证内核程序不被应用程序破坏,为计算机设置了两种状态:核心态(也称为管态)和用户态(也称为目态),内核程序在核心态运行,而应用程序只能在用户态运行。

系统调用如图所示：

用户态向核心态转换

中断的本质：将CPU的控制权交给操作系统,因此中断发生后CPU状态需要转为核心态。

子程序调用是程序设计者事先在主程序中安排一条调用指令CALL,子程序的调用时间是固定的。主程序调用子程序的过程完全属于软件处理过程,不需要专门的硬件电路。

有中断请求时,先由中断隐指令完成中断前程序的状态保存,主要工作有:

关中断
保存PC, PSW(由硬件完成。注：子程序调用是不需要保存程序状态字PSW的。)
根中据断向量引出对应的中断服务程序(即中断处理程序,属于操作系统内核) ,通用寄存器的保护由中断务程序完成。当中断服务程序运行结束后再开中断。

系统中的各种共享资源都由操作系统统一掌管,因此在用户程序中,凡是与资源有关的操作”(如存储分配、进行I/0传输以及管理文件等),都必须通过系统调用方式向操作系统提出服务请求,并由操作系统代为完成。系统调用按功能大致可分为如下几类:

设备管理。完成设备的请求或释放,以及设备启动等功能。
文件管理。完成文件的读、写、创建及删除等功能。进程控制。
完成进程的创建、撤销、阻塞及唤醒等功能。进程通信。
完成进程之间的消息传递或信号传递等功能。
内存管理。完成内存的分配、回收以及获取作业占用内存区大小及始址等功能

理解：可能会影响到其他进程的操作,必然需要通过系统调用请求操作系统代为完成.

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