操作系统
一、概念、功能&目标
def：
操作系统是控制和管理计算机硬件以及软件资源的并且合理组织调配的，给用户提供更方便的接口，是最基本的应用软件
功能：
作为资源的管理者：1、处理机管理 2、存储器管理 3、文件管理 4、设备管理
作为用户与硬件之间的接口： 1、命令接口 （允许用户直接使用）2、 程序接口（允许用户间接使用） 3、 GUI（图形用户接口）系统调用==广义指令
作为最接近硬件的层次
二、操作系统的四个特征
1）并发：是指在同一时间间隔内发生，宏观上来看是同一时间发生，微观上来看是交替发生。（与之相对的是并行，并行是指在同一时间内发生）
2）共享：即资源共享，系统中的资源可供计算机中的多个并发进程 共同使用。共享可分为：互斥共享、同时共享
3）虚拟：虚拟存储器、空分复用技术、时分复用
4）异步：只有有并发性才能有异步性
三、操作系统的发展与分类：
1、操作系统的发展：
1）手工操作阶段：
优点：向前进了一步。计算机处理速度快
缺点 ：人工独占全机、人机矛盾突出、资源利用不极低
2）批处理系统
单道批处理：
优点： 环节人机矛盾、利用率提升
缺点：CPU有大部分时间在空闲等待I/O口输入数据。资源利用率依旧极低。
多道批处理：
优点：多道程序并发执行，操作系统正式出现 资源利用率大幅度增加 共享计算机资源
缺点： 缺乏人机交互能力。用户响应时间长。
3）分时操作系统：
计算机以时间片 为单位轮流为各个用户、作业服务。可以实现人机交互
优点：用户请求及时被响应，解决了人机交互问题。
缺点：对所有人用户公平，不能优先处理紧急任务。
4）实时操作系统
优点：能够优先响应一些紧急事件。
四、操作系统的运行机制和体系结构
小知识 ：指令与代码的关系：
指令是代码经过编译器“翻译之后”所形成的的
指令是CPU所能识别、执行的基本 命令。
1、两种指令：
特权指令和非特权指令：特权指令不允许用户程序使用。如内存清零指令；
2、CPU是如何判断指令的两类指令？
CPU的两种状态：1）用户态（只能执行非特权指令）
2）核心态：特权和非特权指令都能执行
两种状态如何区分的呢？
用 程序状态寄存器（psw）的某个标志位来标识：0 标识用户态。1标识 核心态。
3、两种程序:
1）内核程序：是操作系统的管理者。由于可以使用特权非特权，运行在核心态
2）应用程序：为了系统的安全，不允许普通应用程序执行特权指令，运行在用户态
举例子：操作系统中哪些功能由 内核程序实现？
操作系统的体系结构：
五、中断和异常
出现操作系统，引入了中断概念，实现了多道程序并发执行。大大提高了程序资源利用率。
本质：发生中断之后 就意味着需要操作系统的介入，开展管理工作。中断可以使CPU从用户状态 切换到核心态，使操作系统获得控制权力。 有了中断才能实现多道程序并发执行。
1、中断的分类：
1）内中断（也可以称为 异常、例外、陷入）
2）外中断 （也称为中断）
区分内外中断的方法：
信号来源：CPU内部还是外部、中断是否与当前指令有关
内中断的分类：
1）自愿中断——指令中断：
2）强迫中断：硬件故障、软件中断
外中断产生的原因：外设请求、人工干预
对于中断的另一种分类方式 ：
六、系统调用
主要内容：1、系统调用是什么，有什么用
2、系统调用与库函数有什么区别
3、系统调用的背后过程
系统调用的分类：
为什么要调用？
因为为了解决多个对同一共享资源（如I/O设备、存储、文件管理）的同一协调，全部交给操作系统管理分配。