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操作系统基础

服务软件，控制硬件。

一：什么事操作系统

操作系统就是一个协调，管理和控制和计算机硬件资源控制程序。

 用户态：运行应用程序，不可以操作硬件（可以获取cpu的指令集的一个子集，该子集不包括操作硬件）

内核态：运行操作系统内核，可以操作硬件（可以获取cpu的指令集）

操作系统位于计算机硬件与应用软件之间，本质也是一个软件。操作系统由操作系统的内核（运行于内核态，管理硬件资源）以及系统调用（运行于用户态，为应用程序员写的应用程序提供系统调用接口）两部分组成，所以，单纯的说操作系统是运行于内核态的，是不准确的。

操作系统的实际客户是应用程序（程序员是操作系统的客户）应用程序直接与操作系统及其抽象打交道。而最终，用户则是与应用程序（即用户接口）打交道。

例：图形界面，桌面，命令行shel都是运行在操作系统的软件，并不是操作系统。L

二：操作系统与普通软件的区别。

操作系统:操作系统体系庞大，复杂，很难编写。被硬件保护不可以被用户修改。

普通软件：你不想用暴风影音了你可以选择用迅雷播放器或者干脆自己写一个。

三：操作系统的作用

1：为应用程序提供如何使用硬件资源的抽象。为应用程序员提供调用硬件资源的更好，更简单，更清晰的模型（系统调用接口）。

2：把多个程序对硬件资源的竞争变得有序化。

五：计算机发展史

第一代计算机（真空管穿插卡片）

产生背景

第一代之前人类是想用机械取代人力，第一代计算机的产生是计算机由机械时代进入电子时代的标志。

 特点：1没有操作系统概念。

2所有程序设计都是直接操作硬件。

工作过程：
程序员在墙上的机时表预约一段时间，然后程序员拿着他的插件版到机房里，将自己的插件板街道计算机里，这几个小时内他独享整个计算机资源，后面的一批人都得等着(两万多个真空管经常会有被烧坏的情况出现)。后来出现了穿孔卡片，可以将程序写在卡片上，然后读入机而不用插件板。

优点：程序员在申请的时间段内独享整个资源，可以即时地调试自己的程序（有bug可以立刻处理

缺点：浪费计算机资源，一个时间段内只有一个人用。

注意：同一时刻只有一个程序在内存中，被cpu调用执行，比方说10个程序的执行，是串行的。  

   第二代计算机

产生背景：

由于当时的计算机非常昂贵，自认很自然的想办法较少机时的浪费。通常采用的方法就是批处理系统。

特点：
设计人员、生产人员、操作人员、程序人员和维护人员直接有了明确的分工，计算机被锁在专用空调房间中，由专业操作人员运行，这便是‘大型机’。

有了操作系统的概念

有了程序设计语言：FORTRAN语言或汇编语言，写到纸上，然后穿孔打成卡片，再讲卡片盒带到输入室，交给操作员，然后喝着咖啡等待输出接口

工作过程：插图

代如何解决第一代的问题/缺点：
1.把一堆人的输入攒成一大波输入，
2.然后顺序计算（这是有问题的，但是第二代计算也没有解决）
3.把一堆人的输出攒成一大波输出

优点：批处理，节省了机时
缺点：
1.整个流程需要人参与控制，将磁带搬来搬去（中间俩小人）

2.计算的过程仍然是顺序计算-》串行

3.程序员原来独享一段时间的计算机，现在必须被统一规划到一批作业中，等待结果和重新调试的过程都需要等同批次的其他程序都运作完才可以（这极大的影响了程序的开发效率，无法及时调试程序。

   第三代计算机（晶体管和批处理系统）

    多道技术。

(多道)多种技术。

1：内存中进入多个程序。（空间复用）

2：cpu要切换：（时间上的复用）1一个程序占用CPU时间过长。

2一个程序遇到IO阻塞。

内存必须实现物理级别的隔离。