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操作系统是管理硬件和软件的一种应用程序。操作系统是运行在计算机上最重要的一种软件它管理计算机的资源和进程以及所有软硬件。为计算机提供一种中间层使得应用软件和硬件进行分离让我们无需关注硬件的实现更多关注软件应用。 通常计算机都运行着许多程序它们都需要对内存和CPU进行交互操作系统的目的就是为了保证这些操作可以准确无误的进行。
1. 内核与外壳分别是什么 内核就是能操作硬件的程序 内核管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件、网络等决定着系统的性能和稳定性 外壳就是围绕内核的应用程序
2、操作系统的主要功能
1进程管理
进程管理的主要作用就是进程调度在单核CPU下操作系统会为每个进程分配一个任务进程管理十分简单。在多核CPU下操作系统除了要为进程分配任务外还需要解决处理器的调度分配和回收等。
2内存管理
内存管理主要是操作系统负责管理内存的分配、回收在进程需要时分配内存以及在进程结束时回收内存协调内存资源使用合理的页面置换算法进行页面的换入换出。
3设备管理
根据确定的设备分配原则对设备进行分配使设备和主机可以并行的工作
4文件管理
有效管理文件的存储空间合理地组织和管理文件系统为文件访问和文件保护提供有效的手段
5提供用户接口
操作系统提供了访问应用程序的硬件的接口使用户能够通过应用程序发起系统调用从而操纵硬件实现需要的功能。
3、IO操作的方式
选择判断IO控制方式有三条原则
1、数据传送速度快能满足用户的需求但不丢失数据
2、系统开销小所需的处理控制程序少
3、能充分发挥硬件资源的能力使IO设备繁忙让CPU等待时间更少
根据上述原则IO操作分四类
1、直接访问
直接访问由用户进程直接控制主存或CPU和外围设备的信息传送。直接程序控制方式又称为忙/等待方式。
2、中断驱动
为了减少CPU等待时间引入中断机制。中断机制引入后外围设备仅当操作正常结束或异常结束时才向CPU发出中断请求。在I/O设备输入每个数据的过程中无需CPU干预一定程度实现CPU和I/O并行工作。
3、DMA直接内存访问
为了进一步减少CPU对I/O设备的干预防止因并行操作设备过多使CPU来不及处理或因速度不匹配而造成的数据丢失现象引入DMA控制方式。
4、通道控制方式
通道是独立于CPU的专门负责输入输出控制的处理机他控制设备与内存直接进行数据交换。拥有通道指令这些指令由CPU启动并在操作结束时向CPU发出中断信号。 4、操作系统的目的
1管理计算机资源包括CPU、内存、磁盘驱动器、打印机等。
2提供一种图形界面是用户和计算机之间的桥梁。
3为其他软件服务操作系统和软件交互为软件提供其运行时所需要的必要资源。
