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操作系统之哲学原理-导论2

2016年03月24日 读书笔记 评论 1 条 阅读 312 views 次

上篇《操作系统之哲学原理-导论》主要介绍了以下内容:

  • 人造和神造
  • 程序是如何运行的

知道了程序的执行过程不仅仅是从高级语言编写的程序开始,而且可以直接在机器语言或者汇编语言上编写,使用这种称为“低级”的语言编写出来的机器语言程序无需经过编译器的翻译就可以在计算机指令集上执行。如果是在汇编语言上编写的汇编程序,则只需要经过汇编器的翻译即可加载执行。

什么是操作系统

掌控局势的一种系统。

也就是说计算机里面的一切事情都有操作系统掌控。

加深对操作系统的了解,我们从两个问题开始。

  • 操作系统到底是什么东西?

介于计算机和应用软件之间的一个软件系统,这样说应该清楚多了,说白了就是一个软件系统。

操作系统的上下界面

这样就很清楚操作系统的上面下面分别有别的对象存在:上面是硬件平台,上面是应用软件。

  • 操作系统到底掌控了什么事情呢?

计算机上或计算机里发生的一切事情。原始计算机无操作系统,有人操控事情,为了解决随着计算机复杂性增长而人不能胜任直接掌控计算机的问题,于是操作系统出现。

综上,我们可以给操作系统下个定义:

  1. 操作系统是一个软件系统;
  2. 操作系统使计算机变得好用(人直接控制到系统控制计算机);
  3. 操作系统使计算机运行变得有序(其操作所有事情);

再归结就是=>操作系统是掌控计算机上所有事情的软件系统。

通过定义我们也可以得到操作系统的功能作用:

  1. 替用户及其应用管理计算机上的软硬件资源。
  2. 保证计算机资源的公平竞争和使用。
  3. 防止对计算机资源的非法侵占和使用。
  4. 保证操作系统自身正常运转。

魔术和管理

通过操作系统的功能我,我们可以形象的说操作系统扮演了两个根本的角色:

  • 管理者
  • 魔术家

魔术家

魔术家

最近几年的春晚都有一个神奇的节目,边是魔术表演,魔术家的目标就是,“弄虚作假”,加引号了,是把差的东西变好,把少的东西变多,把复杂边简单。联想到计算机,操作系统这个魔术家将计算机以一个更加容易、更加方便、更加强大的方法呈现给用户使用。用户体验好了。感受一下操作系统这个魔术家:

  1. 通过进程的抽象让每一个用户感觉自己有一台自己独享的CPU
  2. 通过虚拟内存抽象,让用户感觉物理内存空间具有无线扩张性,这就是以少变多(有界限)。

管理者

操作系统管理计算机上软硬件资源,比如操作系统对CPU、内存。磁盘等的管理,使得不同用户之间或者同一用户的不同程序之间可以安全有序地共享这些硬件资源。

问题来了,就是如何让用户很好的利用这些硬件资源呢?->分块(parcel out),把硬件分块给应用程序使用。这里一定要保证公平和有效,不然就乱套了。

除了上述,操作系统必须保证自身能够正常运作和防止非法操作、入侵。

用户程序和操作系统

两张图来说明用户程序和操作系统的关系:

操作系统和用户程序

左:用户程序为主程序,操作系统为子程序;右:操作系统为主程序,用户程序为子程序。

操作系统的范畴

  • CPU管理:如何分配CPU给不同应用和用户,保证公平、非阻塞和优先级。
  • 内存管理:如何分配内存给不同应用和用户,虚拟内存,以少变多和共享。
  • 外存管理:如何分配外存(磁盘)给不同应用和用户,外存管理即存储管理(文件系统)。
  • I/O管理:如何分配输入输出设备给应用和用户,目的:(1)屏蔽不同设备的差异性,(2)提供并发访问。

操作系统的5个核心功能

参考资料

操作系统之哲学原理书面

书名:操作系统之哲学原理

作者:邹恒明

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