Blog搭建成功后写的第一篇文章，内容是b站王道考研操作系统笔记
目标是加更多的友链（看起来好像目的是建成一个Blog快捷打开器？）
以及写一些学习过程中走过的无数弯路，所以现在的Blog还不具有任何参考意义
此篇文章中红色代表标重内容，黄底代表记忆内容
操作系统概念功能目标与特征
操作系统（Operating System，OS）是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配，以提供给用户和其他软件方便的接口和环境，它是计算机系统中最基本的系统软件。
画黄线方便答题分点
一些看起来似乎没什么用的名词解释。。
命令接口：允许用户直接使用
程序接口：允许用户通过程序间接使用（如dll文件，即系统调用）
联机命令接口——交互式命令接口：说一句做一句（如cmd）
脱机命令接口——批处理命令接口：说一堆做一堆（如bat）
程序接口=系统调用=广义指令
隔离:处于安全性和稳定性考虑，用户空间程序无法直接执行内核代码（例如：I/O 读写、创建新进程/线程），也无法访问内核数据，必须通过系统调用。
没有任何软件支持的计算机称为“裸机”
覆盖了软件的机器称为“扩充机器”或“虚拟机”
操作系统的特征
并发
易混淆：并发与并行，前者宏观上同时发生（用户看起来）微观上交替发生，后者表示多事件同时发生
共享:互斥共享方式（如不能同时用qq和微信的摄像头）、同时（宏观上）共享方式
并发与共享：例子、如两程序同时使用（并发）硬盘资源（共享），所以说两者互为存在条件
e.g
虚拟：物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物（用户感受到的）
e.g.单核CPU同时处理多个软件（其实是微观上把时间分为多个小段分别处理）
虚拟技术：空分复用技术（如虚存）、时分复用技术（如虚拟处理器）
可得，没有并发性也没有虚拟性
- 异步:资源有限，并发的程序执行速度不同不可预知（同样需要并发性）
操作系统发展与分类
- 手工操作阶段：手工速度与机器速度的矛盾导致资源利用率低
单道批处理阶段：引入“脱机输入/输出技术”，监督程序控制作业的输入、输出。矛盾略微缓解
缺点：内存中只有一道程序运行，CPU大量时间在等待程序运行
多道批处理系统：程序并发，效率提高
缺点：没有人机交互功能
分时操作系统：以时间片为单位轮流为各个用户/作业服务。解决人机交互问题
缺点：不具有优先处理紧急问题的特性
- 实时操作系统：能优先响应一些紧急任务，要在严格的时限内处理完事件（及时性和可靠性）
硬实时系统：导弹控制等
软实时系统：火车订票等
操作系统的运行机制与体系结构
指令是处理器能识别、执行的最基础命令
两种指令：
1、特权指令：不允许用户程序使用（内存清零等）
2、非特权指令：***（加法指令等）
处理器状态（用标志位识别）：
1、用户态
2、核心态（特权指令与非特权指令）
两种程序：
1、内核程序
2、应用程序
两种内核：
1、大内核：高性能，代码庞大结构混乱难以维护（小体量公司）
2、微内核：与大内核相反（大体量公司的管理层）
中断和异常
本质：需要操作系统介入，开展管理工作
过程：发生时，CPU立即进入核心态(只有 核心态能处理管理工作，也就是需要特权指令)->发生后，当前进程暂停，由操作系统进行后续处理->不同中断不同处理
中断是“用户态”到“核心态”的唯一途径
核心态到用户态只需要改变程序状态字亦可（特权指令）
中断分类
| 来源 | 包括 | |
|---|---|---|
| 内中断 | CPU内部 | 陷阱(如系统调用)、故障(如缺页)、终止(不可恢复的致命错误，如整数÷0) |
| 外中断 | CPU外部 | I/O中断请求、人工干预 |
外中断过程：
1、检查是否有外部中断信号
2、保护被中断的CPU环境（如PSW、计数器、寄存器）
3、根据中断类型处理程序
4、恢复原进程CPU环境退出中断，返回原进程继续执行
系统调用
本质：应用程序请求操作系统的服务
原因：系统中的各种共享资源都由操作系统掌管，所有与资源相关操作都由操作系统代为完成（另外：与资源有关还与特权指令相关）
作用：保证系统的稳定性和安全性，防止非法操作
过程：传递系统调用参数->执行陷入指令（用户态）->执行系统调用程序（核心态）->返回用户程序
1、 陷入指令在用户态执行，之后马上引发内中断，CPU进入核心态
2、 发出系统调用请求发生在用户态，而对系统调用相应处理在核心态进行
3、 陷入指令是唯一一个只能在用户态执行而不可在核心态执行的执行
分类：
- 进程控制（process control）
- 文件管理（file manipulation）
- 设备管理（device manipulation）
- 信息维护（information maintenance）
- 通信（communication）
- 保护（protection）
其实就是涉及堆系统资源的管理、对进程的控制，需要执行特权指令才能完成，因此系统调用的相关处理需要在核心态下进行