操作系统-第一章导论01-什么是操作系统-电大同步进度

短命女 2022-11-16 02:30 214阅读 0赞

# 第一章 导论 #

# 什么是操作系统 #

操作系统目的

操作系统定义

计算机硬件结构

操作系统启动

### 计算机系统的4个部分 ###

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### 操作系统的目标 ###

管理计算机硬件的程序，在用户和计算机硬件间的中介

** ****运行**用户程序 \---**核心目标**

更**方便**使用计算机 \---**面向用户**

更**高效**使用计算机 \---**面向系统**

不同用户/系统/阶段有不同侧重点

早期：高效

目前：方便

### 用户视角 ###

PC用户：方便、易用、高性能、不关心资源利用率

主机用户：满足所有用户-资源利用率

工作站用户：性能和资源利用率折中

手持设备用户：方便、电池续航时间

有些计算机无用户界面-家电的电脑控制器

### 系统视角 ###

OS 是**资源分配器**

管理所有资源，面对冲突的资源请求，决定如何分配资源，以便系统能有效公平运行

OS 是**控制程序**

管理用户程序运行，以防止计算机资源的错误使用或使用不当

### 操作系统定义 ###

没有一个可广泛接受的定义

“当你预定一个操作系统时零售商所装的所有东西” （极大化），随系统不同而变化很大

**内核**** ****(**** ****kernel)**才是操作系统(极小化)，“一直运行在计算机上的程序”，其它程序为系统程序和应用程序，内核不运行则计算机无法运行

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### 现代计算机系统 ###

*  一个或多个 CPU和内存
 *  若干通过总线相连的设备控制器及其设备
 *  总线
 *  CPU和设备控制器可**并行**工作，并竞争内存

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### 计算机系统操作 ###

每个设备控制器有一个本地缓冲

CPU 在**内存和本地缓冲**之间传输数据

I/O 控制器从**设备到本地缓冲**之间传输数据

协作：控制器通过调用中断通知CPU完成操作

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### 中断 ###

**中断：指当出现需要时，**CPU暂时停止当前程序的执行，转而执行处理新情况的程序和执行过程

**中断号：外部设备进行**I/O操作时产生的中断信号，发送给CPU

**中断向量：中断服务程序的入口地址**

**中断服务程序：执行中断处理的代码**

操作系统是中断驱动

### 系统启动 ###

**引导程序**** ****(Bootstrap**** ****program)**

在打开电源或重启时被装载

通常位于 ROM 或EPROM中, 称为** ****Firmware**** ****(****固件****)**

初始化所有硬件

负责装入操作系统内核并开始运行

### 作业 ###

操作系统的核心目标是（）。

*  A.管理硬件
 *  **B.运行程序**
 *  C.让用户方便使用
 *  D.提高CPU利用率

从设备到本地缓冲之间传输数据由（）完成。

*  **A.I/O控制器**
 *  B.CPU
 *  C.设备机械装置
 *  D.内存

CPU和设备控制器可并行工作，但不同的设备控制器都不能并行工作。

*  A.✓
 *  **B.×**

操作系统是所有软件中最底层的软件。

*  **A.✓**
 *  B.×

操作系统只管理硬件资源。

*  A.✓
 *  **B.×**

**哪些软件属于操作系统？**

**根据操作系统的极大化和极小化定义，谈谈你对操作系统定义的认识，并举例说明哪些软件应该属于操作系统，哪些不应该属于操作系统。**

内核和必要的管理软件(例如文件管理和网络管理)就是操作系统。

Windows XP，Win 10，Ubuntu，centos等都属于操作系统；

Office，WPS，微信，qq等属于用户应用程序不属于操作系统。

**操作系统的目标方便性和高效率是否一致？**

**使得用户使用方便和计算机高效运行是操作系统的两个目标，请举例讨论一下这两个目标是否存在矛盾？在什么时候是矛盾的？在什么时候是一致的？**

矛盾。目前操作系统的方便性和高效性存在矛盾，对于用户使用方便会导致计算机了解用户的指令更复杂；

但是在另一方面，让计算机高效运行是一直所追求的，随着科技发展硬件水平提高，计算机运行速度也在不断加快。

所以这两个目标在早期计算机发展起步阶段还很落后笨重的时候很矛盾，但是之后计算机硬件条件提升后，

算力解放之后这个矛盾被很好地中和了，同时追求两个目标就成了一致的——更方便的交互系统会牺牲效率，高效系统又会使操作复杂。

在日后的发展中，随着计算机性能的发展，两者有的时候互相关联，更高效的系统会使用户使用更加方便。

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