初识操作系统（笔记）

Posted 2022-12-10 一位懒得写博客的小学生

硬件组成：冯诺伊曼体系结构

注意事项：CPU 和输入设备或输出设备不能直接交互，必须依靠中间的存储部分（内存）；

内存 VS 磁盘

内存的读写速度（纳秒级别10^-9）远远大于磁盘（微秒级别）

内存的价格远大于硬盘；

内存中的数据不能持久化（当电脑重启之后就没了）；磁盘的数据可以持久化。

操作系统（任何计算机系统都包含一个基本的程序集合，称为操作系统（OS）

硬件

软件 OS

• 内核（进程管理，内存管理，文件管理，驱动管理）
• 其他程序（例如函数库，shell程序等等）

设计OS的目的

与硬件交互，管理所有的软硬件资源

为用户程序（应用程序）提供一个良好的执行环境（对外且对上）

进程

对于操作系统来说，一个任务就是一个进程（Process）
进程是操作系统分配资源的最小单位。
内核部分产生一个由双向链表组成的PCB（进程管理模块）

PCB

PID（主键ID、身份标识）

状态信息（就绪、运行、阻塞、终止）

优先级

记账信息（防止CPU资源分配不均匀）

一组指针（需要使用的资源）

上下文（当分配到CPU资源时，没有CPU资源后，暂时保存自己当时的状态）

程序运行

并发：只有一个资源轮流执行

并行：所有的应用一起运行。

内核态与用户态

操作系统内核作为直接控制硬件设备的底层软件，权限最高，称为内核态，或核心态；

用户程序的权限最低，称为用户态。

状态

• 就绪：进程处于可运行的状态，只是CPU时间片还没有轮转到该进程，则该进程处于就绪状态；
• 运行：进程处于可运行的状态，且CPU时间片轮转到该进程，该进程正在执行代码，则该进程处于运行状态；
• 阻塞：进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。