操作系统(os)总结----大学的课件(参考书：王爽的 8086汇编)

Posted 2020-07-13 看写写

1. 我们先说一下操作系统的发展史，这样更有利于我们对这个技术脉络的把

├——手工打孔 插卡
├——单道批处理├—- 联机处理(可以批量处理作业但是一次只能处理一个作业)
├ ├──– 脱机处理(缓和人机矛盾，使cpu和输入输入设备并行处理)
├——多道批处理
├——分时系统
├——实时系统

结构发展经历下面四个阶段：
├—— 无结构os结构（只是实现了功能）
├—— 模块化os结构（不利于数据共享，通讯）
├—— 分层式os结构（扩展度性不好）
├—— 微内核os结构（采用了面向对象的设计方法，现在用的系统基本都是微内核的）
顺便说一下，我们经常提到的内核层开发，和用户层开发，所谓的内核层开发，就是
使用操作系统内核开放的接口，编程。用户层开发就是使用普通的接口编程，比如windows
的Win32 API 就是应用层开发，专门开发我们使用的软件。

在我们学习文章的时候，经典的衔接段落经常起着承上启下的作用，os就是这样的
控制着下面的硬件，并且为上层的应用软件提供接口，图形化等服务。、

2. 我们先说呈上的部分也就是大家经常使用的，操作系统让我们看到的

文件系统，提供的上层操作就是我们经常使用的目录 文件
设备管理，平常使用的usb设备，键盘 鼠标 显示器 打印机等

当然这俩个部分，我们看到的内容，应该算是逻辑层面的东西，是操作系统为了更好的服务客户
而设计出来的，毕竟最初的dos系统，就是我们开机看到的黑屏界面只是会显示一些字符仅此而已
操作系统会把逻辑的操作转成具体的对硬件的处理，当然了这些细节都已经隐藏掉了。

3. 呈下部分，就是对硬件的处理了

├—— cpu  就是处理器了，由寄存器 控制器 运算器和元器件通过总线连接起来的中央处理器
├—— 内存 这个大家应该很熟悉的，手机也有就是的RAM
├—— 设备 键盘 鼠标 显示器 打印机 等
├—— 文件：磁盘 软盘 u盘等

以上基本就是OS所做的主要管理工作，通过对这些硬件的管理，我觉的其实就是对这些硬件的i/o操作
而已，下面我们就看看操作系统是如何对他们进行读写，然后让整个系统为我们服务。

3.1 cpu 我们都知道，就是用来处理指令的，指令来自我们写的程序，那我们写的程序是怎么进入到内存，

再进入到cpu呢，然后处理的呢，程序大体处理流程如下：

编写       编译           链接                  装入内存            创建pcb初始化，保存程序在内存中的地址

—–> 源程序——> 目标文件—-> 二进制可执行文件———> 创建进程————————————-
分配资源，修改pcb相应的值，并且把pcb加入到就绪队列 通过进程调度算法得到cpu
—————————————————>等待cpu的执行————————>程序开始执行

以上就是我理解的程序处理流程，如果有问题，请大家及时指出谢谢。从这里可以处理cpu就是用来处理进程的一系列操作，
进程的创建，销毁 状态的转换 进程之间的通讯 同步 异步 并发 以及进程的调度。详细一点的如下图所示：

3.2 内存

      内存的主要作用就是给cpu提供数据，既然是内存那就避免不免的流程： 分配 回收
  我们所有的操作也都时围绕这俩点进行的，说道内存的分配那就肯定分为俩中情况： 连续  非连续 类似于数据结构
  的线性和非线性。
  连续分配内存就是很简单了，就是分配连续的内存，但是分配多少呢，这就是一个问题了，所以就分为固定内存的分配
  和动态内存的分配（根据程序，数据 大小），并且采用相关的分配算法。缺点：内存碎片化严重，所以我们聪明的程序
  员，又想出了非连续内存分配的方法，来弥补缺点，毕竟内存条很贵，并且容量有限。

  离散分配(非连续): 就像书一样先把内存按照一定的大小分页，系统存在一张总的分页表，就跟我们平常见到的书目录是一样
  的，我们可以在程序装入内存的时候，把空合适的页面集合找出来然后，把程序存储进去。但是因为页比较小承载的数据有限
  但是我们的程序大小是不确定的，这样我们编写汇编代码对地址的处理就会比较麻烦，这个时候就需要分段了，就跟我们学习
  文章一样，文章分为不同的段落，有不同的作用，我们就把内存分段，按照需求分成不同的段。但是因为我们有的程序特别的大
  内存不够，这个时候产生了虚拟内存的概念，其实就是用了替换的思想，把当前需要处理的指令先存入内存，当把内存中的指令
  处理完毕之后，可以把剩下的指令再次调入内存，这样我们就可以用小于程序的内存来运行大于内存的程序，因为我们是内存是以
  段或者页位基础的，所以相应的置换算法就叫做，页面置换算法 ，段置换算法。当然了也可以把段和页结合起来，使用段页式
  内存管理，这样就可以结合俩者的优点。这里写的都是很粗略的东西，具体还是要看书。
  知识结构图如下：

3.3 设备

设备的管理，发展到现在主要处理分为四步： --- 应用程序的调用
                                                 --- 设备独立性软件
                                                   --- 设备驱动程序
                                                     --- i/o 中断 
  因为我们在编程的时候，读写文件就是通过一些库函数提供的方法，read write 等方法直接使用的，不管我换个操作系统，还是换个
  硬件对于我们编程事没有影响的，这个牛逼的功能就是设备独立性软件提供的，让我们对设备的操作独立于设备硬件，在这一层会把逻辑
  设备转为物理设备，并且调用设备驱动程序来处理相应的i/o 操作。

  知识结构图如下：

3.4 文件

      文件的逻辑结构，物理机构

  知识结构图如下：