对于古代计算机来说,操作系统须要钻研的内容次要有一下几个方面:过程 / 线程的调度、内存治理、文件治理、磁盘治理和 I /O。
计算机的次要性能是计算,提到计算,首先要明确几个概念:
- 对于某个问题的形容叫做模型
- 解决某个问题的过程叫做算法
- 具体的执行过程叫做计算
- 计算用的工具叫做计算器
计算机就是用来计算的工具,而操作系统就是计算机的一部分。晚期的计算工具尽可能比拟简陋,也可能是纯手工计算,也可能是通过相似算盘的工具进行计算。
冯诺依曼是美籍匈牙利人,在上个世纪四十年代他通过总结计算过程,得出了一个可能主动实现计算的计算器的组成次要应该包含存储器、控制器、计算器、输出设施和输出设备,也就是赫赫有名的冯诺依曼计算机体系,时至今日,古代的计算机构造次要还是遵循冯诺依曼体系构建的。
但冯诺依曼常识在硬件层面上规定的计算机的组成部分,可间接让硬件面向用户进而实现计算性能那简直是不可能的,所以就须要在硬件的根底上开发出一套操作系统,这个操作系统向下可能治理硬件资源,向上可能给用户提供简单明了的应用办法,所以,从硬件到最终用户的一个依赖露酒就是: 硬件 → 操作系统 → 应用软件 → 最终用户。
概述
概念 | 管制和治理整个计算机系统的硬件和软件资源,并正当的组织调度计算机的工作和资源的调配,以提供给用户和其他软件不便的接口和环境,它是计算机系统中最根底的系统软件 |
性能 | 向下:治理资源 ①处理机治理②存储器治理③文件治理④设施治理;向上:提供服务 ①命令接口②程序接口③GUI 界面 |
指标 | 治理硬件资源,为用户提供应用更不便的性能 |
产品 | Windows/Mac/Linux/Android/IOS |
个性
个性 | 形容 |
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并发性 | 两个或多个事件在同一时间距离内交替产生,这些事件在宏观上是同时产生,但在宏观上是交替产生 |
共享性 | 即资源共享,零碎中的资源可供内存中多个并发执行的过程独特应用,共享形式分为互斥共享(比方摄像头)和同时共享(网络资源) |
虚拟性 | 把一个物理实体划分成若干个逻辑上的对应物,物理实体是理论存在的,而逻辑上的对应物是用户感触到的 |
异步性 | 在多道程序环境下容许多个程序并发执行,但因为资源无限,过程的执行不是一贯到底而是走走停停的,以不可预知的速度向前推动 |
操作系统的倒退与分类
品种 | 形容 |
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手工操作 | 利用手工在纸带上打孔的形式实现工作的输出和后果的输入,次要毛病是用户独占全机、人机速度矛盾导致计算机的资源利用率低下 |
单道批处理 | 引入了处理速度更快的磁带,将打孔纸带的数据提前读入磁带,而后通过一个监督程序来管制,将其输出到计算机,计算机的输入后果再反向输入到磁带上,这样就解决了人机速度的差别,进步了资源利用率,但毛病在于计算机中依然仅能有一道程序运行,并且 cpu 有大量的工夫在闲暇期待 IO 操作,资源利用率依然很低 |
多道批处理 | 一次将多道程序读入磁带,通过监督程序输出到计算机后,计算机并发的执行(此时引入了中断技术),大幅度提高了计算机的应用效率,但毛病在于因为同时解决多道程序,对于某一个用户的响应工夫会变长,并且没有人机交互性能,用户只能死等 |
分时操作系统 | 计算机以工夫片为单位,轮流为各个用户 / 作业提供服务,并且用户能够通过终端与计算机进行交互,但毛病在于分时操作系统在解决工作时所有工作都是平等的,不会辨别紧急与非紧急任务 |
实时操作系统 | 可能优先响应一些紧急任务,某些紧急任务不须要工夫片排队 |
其余 | 网络操作系统、分布式操作系统、集体计算机系统 |