Galleria mappe mentale Sistema operativo Capitolo 1
Questa è una mappa mentale relativa al primo capitolo del sistema operativo, che introduce i concetti di base del sistema operativo, sviluppo 0S, Ambiente operativo 0S, ecc.
Modificato alle 2024-01-28 14:25:36Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
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Sistema operativo Capitolo 1
1.1 Concetti base del sistema operativo
Cos'è il sistema operativo
Un sistema operativo si riferisce a una raccolta di programmi che controlla e gestisce le risorse hardware e software dell'intero sistema informatico, organizza e pianifica razionalmente il lavoro del computer e l'allocazione delle risorse, quindi fornisce interfacce e ambienti convenienti per gli utenti e altro software. Il sistema operativo è il software di sistema più basilare nel sistema informatico. Il sistema operativo è il cuore del software.
Funzionalità del sistema operativo
concorrente
La concorrenza è lo stesso intervallo di tempo; si ottiene attraverso la condivisione del tempo; Il parallelismo è allo stesso tempo; richiede il supporto dell'hardware correlato, come una pipeline o un ambiente hardware multiprocessore
condiviso
Condivisione mutuamente esclusiva: risorse critiche, risorse a cui un solo processo può accedere entro un periodo di tempo, le risorse critiche devono essere condivise con accesso simultaneo mutuamente esclusivo: dispositivi disco;
virtuale
Tecnologia di multiplexing a divisione di tempo: tecnologia di multiplexing a divisione di spazio CPU multipla, memoria espansa
asincrono
I processi avanzano a velocità disuguali
Obiettivi e funzioni del sistema operativo
gestore delle risorse del sistema informatico
Gestione dei processi: controllo dei processi, sincronizzazione dei processi, comunicazione dei processi, gestione dei deadlock, pianificazione del processore, ecc.; Gestione della memoria: allocazione e riciclo della memoria, mappatura degli indirizzi, protezione e condivisione della memoria, espansione della memoria. Gestione dei file: gestione dello spazio di archiviazione dei file, Directory gestione, gestione lettura e scrittura file, protezione file IO: gestione buffer, allocazione dispositivi, elaborazione dispositivi, dispositivi virtuali;
L'interfaccia tra l'utente e il sistema hardware del computer
interfaccia di comando
Modalità di controllo online (interfaccia di comando interattiva)
Simile alla finestra di comando cmd
Modalità di controllo offline (interfaccia di comando batch)
Programmazione giornaliera
Interfaccia del programma (istruzioni generalizzate)
Come la GUI
Realizzato l'espansione delle risorse informatiche
1.2 Sviluppo del sistema operativo
fase manuale
L'utente monopolizza l'intera macchina, con conseguente basso utilizzo delle risorse e utilizzo insufficiente della CPU;
Sistema di elaborazione batch a corsia singola
Per risolvere la contraddizione tra uomo e macchina e la discrepanza nella velocità della CPU e delle apparecchiature IO. Caratteristiche: automatico (un batch di lavori può essere eseguito automaticamente uno per uno senza intervento umano in circostanze normali), esecuzione sequenziale, singola; canale (completamento o occorrenza del programma Passare al programma successivo solo quando si verifica un'eccezione); Svantaggio: nella memoria viene archiviato un solo lavoro alla volta. Quando si verifica una richiesta IO, è necessario attendere l'IO a bassa velocità.
elaborazione batch multi-pass
Per migliorare ulteriormente l'utilizzo delle risorse e la produttività del sistema, è stata introdotta la tecnologia multiprogrammazione; Caratteristiche: multicanale, macro-parallelo, micro-seriale; Vantaggi: elevato utilizzo delle risorse, ampio throughput del sistema Svantaggi: lungo tempo di risposta dell'utente, nessuna funzione di interazione uomo-computer (gli utenti non conoscono lo stato di esecuzione dei propri programmi e non può controllare il computer)); i problemi devono essere risolti: come allocare i processori, problemi di allocazione della memoria per più programmi, come allocare IO, come organizzare e archiviare grandi quantità di programmi e dati garantendo sicurezza e coerenza;
sistema operativo in time-sharing
Utilizzando il metodo time-slice, è possibile l'interazione uomo-computer; Simultaneità: più utenti utilizzano lo stesso computer; Interattività: gli utenti controllano direttamente il programma in esecuzione attraverso il terminale attraverso il dialogo uomo-computer. Indipendenza: più utenti nel sistema possono operare indipendentemente l'uno dall'altro altro Effettuare le operazioni senza interferire tra loro tempestività: è possibile rispondere alle richieste degli utenti in breve tempo;
sistema operativo in tempo reale
In alcune applicazioni, il sistema deve essere in grado di elaborare informazioni esterne entro un tempo specificato (più breve dell'intervallo temporale) (come i sistemi di prenotazione degli aerei o i sistemi di guida missilistica). Pertanto, i sistemi operativi in tempo reale emergono quando i tempi lo richiedono. Caratteristiche: tempestivo e affidabile Categoria: sistema hard/soft real-time
sistema operativo di rete
Condivisione di varie risorse nella rete e comunicazione tra computer
Sistema operativo distribuito
La differenza essenziale tra un sistema operativo distribuito e un sistema operativo di rete è che diversi computer in un sistema operativo distribuito collaborano tra loro per completare la stessa attività. Caratteristiche: Distribuzione, parallelismo
Personal computer
1.3 Ambiente operativo del sistema operativo
L'esecuzione di un programma significa che la CPU esegue operazioni specifiche una per una secondo le istruzioni. La CPU esegue due programmi di diversa natura: uno è il programma del kernel del sistema operativo; l'altro è il programma programmato dall'utente (cioè il programma applicativo sullo strato esterno del sistema, o semplicemente "programma applicativo"). Per il sistema operativo questi due programmi hanno funzioni diverse. Il primo è il gestore del secondo, quindi il "programma di gestione" (cioè il programma del kernel) deve eseguire alcune istruzioni privilegiate, mentre il "programma gestito" (cioè il programma del kernel). , il programma programmato dall'utente) ) Queste istruzioni non possono essere eseguite per motivi di sicurezza. In termini di implementazione specifica, la modalità operativa della CPU è divisa in modalità utente (modalità eye) e modalità core (nota anche come modalità pipe e modalità kernel). Il kernel è il software sottostante configurato sul computer. Gestisce varie risorse del sistema e può essere considerato come un ponte che collega applicazioni e hardware.
Stato della CPU
Classificazione
Modalità utente, anche l'istruzione per passare alla modalità utente è un'istruzione privilegiata;
stato fondamentale
Modalità utente->Modalità core
interrompere
anormale
Istruzioni per il controllo degli accessi
kernel del sistema operativo
gestione dell'orologio
Tempistica
Commutazione del processo (programmazione della rotazione degli intervalli di tempo)
Meccanismo di interruzione
primitivo
Come il controllo del driver del dispositivo, il cambio della CPU
Struttura dei dati ed elaborazione nel sistema
Gestione dei processi
gestione della memoria
Gestione dei dispositivi
Interruzioni ed eccezioni
chiamata di sistema
Gestione dei dispositivi
Gestione dei file
controllo di processo
comunicazione di processo
Gestione della memoria
1.4 Architettura
Architettura di grande nucleo
architettura del microkernel
1.5 Avvio del sistema operativo e macchina virtuale