操作系统期末复习——第一章：引论

1.1 ⭐什么是操作系统

1. 扩展机器

2. 资源管理器

1.2 操作系统的历史

1. 第一代：真空管、插线板、穿孔卡片、手工

2. 第二代：晶体管、批处理系统

3. 第三代：集成电路芯片、多道程序设计、分时系统

   • 多道程序设计

     • 多程序，每个进程占用时间长，仅在等待时不占用CPU

     • 减少CPU空闲时间的浪费

   • 分时系统

     • 多用户，CPU使用权切换频繁，单个进程使用CPU很短

     • 使得CPU很快得到响应

4. 第四代：个人计算机

5. 第五代：移动计算机

1.5 ⭐操作系统概念

进程

1. 本质上是正在执行的一个程序

2. PCB：进程控制块

   • 进程开始时产生PCB，进程结束时回收PCB。因此是进程存在的唯一标志

3. 进程的状态

   • Running

   • Ready

   • Blocked

1.6 ⭐系统调用

1. 几个关系

• 运行程序不能直接访问系统调用，要通过API访问系统调用

• 系统调用在运行程序和操作系统之间提供接口

2. 进程管理的系统调用

1. fork()函数

• 创建与父进程一样的子进程（副本）

  • 返回值：

    • 子进程：0

    • 父进程：子进程的PID（进程标识符）

  • 子进程和父进程都继续执行fork()之后的指令

2. waitpid()函数

   • 父进程处于ready直至子进程结束再执行

3. execve()函数

   • 引起整个核心映像被一个文件替代，也就是说允许子程序执行与父程序不同的代码

1.7 操作系统结构

1. 单体系统

   • 以过程集合编写，系统笨拙

   • 主过程用来处理服务过程请求，使用过程用来辅助为服务过程，服务过程用来执行系统请求

2. 层次式系统

3. 微内核

   • 内核功能尽可能移动到用户空间

   • OS内核只包含最基本的功能

     • 原址内存管理

     • I/O和中断管理

     • 进程间通信

     • 基本的调度

   • 其他OS功能由受信任的用户级别服务器提供

4. 客户端-服务器模式

   • 微内核的略微变体

   • 进程分为服务器和客户端

     • 内核只负责双端间通信

     • 客户端通过向服务端发送消息获取服务

     • 客户端和服务器运行在不同计算机，通过网络连接

5. 虚拟机

6. 外核

   • 库操作系统

   • 外核允许应用程序直接访问系统资源，传统内核如宏内核、微内核则不行