计算机操作系统基础篇

Posted 2020-09-27 KeepMoving

阅读目录

     1.  什么是操作系统     

       2.  为什么要有操作系统

       3.  操作系统的位置

       4.  操作系统的功能

       5.  操作系统的发展史

       6.  什么是多道技术

一，

一，什么是操作系统

操作系统(Operating System，简称OS)，是管理和控制计算机硬件和软件的计算机程序，是直接运行在计算机硬件上的最基本的软件程序，任何其他的软件都必须在操作系统的支持下运行。

二，为什么要有操作系统

现在的计算机是由很多硬件组成的，程序员无法把所有的硬件操作细节都了解到，并且管理和优化使用这些硬件是非常繁琐的，所以这个时候就出现了操作系统，来处理这样的繁琐复杂的工作。

三，操作系统的位置

操作系统位于计算机与应用软件之间，本质也是一个软件，是连接系统硬件和应用软件之间的桥梁。

四，操作系统的功能

 

第一代计算机（1940~1955）：真空管和插孔卡片。

          程序员约定在一定时间内，拿着他的插件板到到机房内，将插线板接入到计算机，这段时间内该程序员独享计算机资源，后边的人都等着他。后边出现穿孔卡片代替了插件板。

         这段时期计算机系统的优点是程序员可以在一定时间内独享计算机资源，可以随时调试自己的程序。缺点是浪费计算机资源，一段时间内只有一个人能够使用。

第二代计算机（1955~1966）：晶体管和批处理系统

        机房内专门的操作人员将程序累积成一批，集中输入到计算机，由计算机计算输出结果。第二代计算机解决了第一代计算机的一大堆人的输入积累成一批程序输入，将一堆人输出累积成了一批输出。

       这段时期的计算机系统的优点是实现了批量处理，节省了机时。缺点是1：整个过程中需要人的参与和控制。2：计算过程仍然是仍然需要顺序计算（串行）。3：以前程序员独享一段时间的计算机资源，现在必须规划到一批作业中，极大的降低了程序开发效率，无法及时调试程序。

第三代计算机（1965~1980）：集成电路芯片和多道程序设计。

       20世纪60年代，大多数厂商都有完全不兼容的生产线，有面向科研的大型机，也有面向企业的商用机。后来IBM开发了system/360用来满足科学计算和商业计算。360采用了小规模集成电路取代了晶体管，性价比与二代机有了很大的提高。

       这段时间的计算机操作系统最大限度的解决了第二代计算机当中人的参与，计算机可以直接将卡片中的读入到磁盘中，当任何一个作业结束时，操作系统就可以将一个作业从磁盘中读出到空出的内存区域运行，这种技术叫做同时的外部设备连接操作，该技术同时用于输出。第三代计算机广泛应用了第二代计算机操作系统没有的多道技术！

第四代，个人电脑时代  （1980~今天）

六，什么是多道技术

多道技术中的多道指的是多道程序，多道技术的实现是为了解决多个程序竞争或者说共享同一个资源（比如cpu）的有序调度问题。多道技术的实现必须有,：1，内存中的程序实现物理级别的隔离。2，CPU能够实现在多个程序间的切换。      那么CPU什么时候切换呢，有两个条件。1，一个程序的运行时间过长。2，遇到程序IO阻塞时。解决有序调度的问题即为多路复用，多路复用分为时间上的复用和空间上的复用。空间上的复用主要是针对内存的，将内存分为几个部分，每个部分当中放入一个程序，这样同一时间内内存中就有了多道内存。时间上的复用之的是当一个程序等待IO时，其它程序可以使用cpu,如果内存中同时可以存入足够多的作业时，CPU的利用率可以达到100%。

 

 

二，为什么要有操作系统