跳到主要内容

操作系统

概述​

操作系统定义：能有效地组织和管理系统中的各种软/硬件资源，合理地组织计算机系统工作流程，控制程序的执行，并且向用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。

操作系统有两个重要的作用：

  1. 通过资源管理提高计算机系统的效率
  2. 改善人机界面向用户提供有好的工作环境

操作系统的 4 个特征是 并发性、共享性、虚拟性和不确定性

操作系统的功能​

  1. 进程管理：实质上是对处理机的执行“时间”进行管理，采用多道程序等技术将 CPU 的时间合理地分配给每个任务，主要包括进程管理、进程同步、进程通信和进程调度。
  2. 文件管理：主要包括文件存储空间管理、目录管理、文件的读/写管理和存取管理。
  3. 存储管理： 存储管理是对主存储器“空间”进行管理，主要包括存储分配与回收、存储保护、地址映射（变换）和主存扩充。
  4. 设备管理：实质是对硬件设备的管理，包括输入/输出设备的分配、启动、完成和回收。
  5. 作业管理： 包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等。

操作系统的分类​

  • 批处理操作系统：单道批处理和多道批处理（主机与外设可并行）
  • 分时操作系统：一个计算机系统与多个终端设备连接。将 CPU 的工作时间划分为许多很短的时间片，轮流为各个终端的用户服务。
  • 实时操作系统：实时是指计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许的时间范围内做出快速反应。实时系统对交互能力要求不高，单要求可靠性有保障。
  • 网络操作系统： 是使联网计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供各种服务的软件和有关协议的集合。三种模式：集中模式、客户端/服务器模式，对等模式。
  • 分布式操作系统： 分布式计算机系统是由多个分散的计算机经连接而成的计算机系统，系统中的计算机无主次之分，任意两台计算机可以通过通信交换信息。
  • 微型计算机操作系统：简称微机操作系统，常用的有 windows、MacOs、Linux。

嵌入式操作系统​

  • 微型化：从性能和成本角度考虑，希望占用的资源和系统代码量少，如内存少、字长短、运行速度有限、能源少（用微小型电池）
  • 可定制：从减少成本和缩短研发周期考虑，要求嵌入式操作系统能运行在不同的微处理器平台上，能够针对硬件变化进行结构与功能上的配置，以满足不同应用的需要。
  • 实时性：嵌入式操作系统主要应用于过程控制、数据采集、传输通信、多媒体信息及关键要害领域需要迅速响应的场合，所以对实时性要求较高。
  • 可靠性：系统构件、模块和体系结构必须达到应有的可靠性、对关键要害应用还要提供容错和防故障措施。
  • 易移植性：为了提高系统的易移植性，通常采用硬件抽象层和 板级支撑包的底层设计技术。

嵌入式系统 初始化过程按自底向上、从硬件到软件的次序依次为 ： 片级初始化 ⇒\Rightarrow 板级初始化 ⇒\Rightarrow 系统初始化。

提示

片级就是芯片级别，板级就是主板级别，系统就是操作系统。

PC 的启动顺序，首先是硬件启动，然后是 BIOS