操作系统是管理计算机所有资源的程序,在用户和计算机之间起媒介作用,给程序提供运行环境,也名内核Kerner
计算机系统组成结构分类
单处理器系统
只有一个通用cpu,执行有限的指令集。对一些设备可以有专用的微型处理器。
多处理器系统 并行系统 (parallelsystem) 或紧藕合系统( tightly coupled system)
多cpu并且共享们计算机总线,有时还有时钟、内存和外设等
增加吞吐量,规模经济可以多cpu用内存等设备,增加可靠性(可用性)一个cpu发生故障系统不会崩溃。
系统有适度退化和容错的能力
非对称处理器:一个主cpu控制其他分cpu
对称处理器:每个处理器作用,地位相同,windows,linux等系统都支持此
多处理器芯片 将多个cpu集成在一个芯片上,多核cpu芯片对于电脑相当于多核cpu
刀片服务器板 将多处理器版,I/O版和网络版全至于同一版上。具有把所有部分都变成单独模块的特点
集群系统 多个不同操作系统集合在一起执行任务称为集群系统 集群系统具有高可用性 提供一定冗余系统,集群软件监视着运行系统,如果系统出现错误则让冗余的机器接替错误的机器完成任务
非对称集群 每一个系统都有另一个热备份系统,在这个系统发生错误时另一个系统及时接替执行任务,外界没有或很少发现异常。
对称集群 由算法控制,互相监视
分布式锁管理器,让集群中多个系统可以同时访问同一个数据的技术,oracle数据库支持
专用系统分类
实时嵌入式系统 | 机器人,机器臂等限时任务系统 |
多媒体系统 | 录音机,播放器 |
手持系统 | 手持摄像机,手机 |
操作系统发展历史
MS-DOS 不划分模块,结构简单,接口功能层模糊
UNIX 有限的结构化,有两个部分,系统程序和内核
内核:提供文件系统,CPU调度,存储管理,和其他操作系统功能,每一层有大量的功能
THE OS 迪杰斯特拉等研究完成的分层操作系统,缺点:进程等底层操作调度会有一定代价
Microkernels微内核
Mach,Windows NT
内核提供内存管理,进程管理,通信,其他运行在用户态下为系统程序,用CS模型管理。
发展历史
无操作系统
手工操作插板纸带卡片,用机器语言(0,1)设计,难度高
使用磁带进行用户和计算机之间的中介,进行io,用户用外围机操作磁带,不直接操控主机
简单批处理系统
把作业按批次整理,用专门监督程序自动依次处理
用磁带操作,多个磁带中的操作依次进行,这样可以实现一个一个程序的自动运行
多道程序批处理系统
磁盘中有作业池,操作系统视内存情况来把作业从池中调入内存并运行。
内存同时存在多个作业,让不同设备有机会并行作业
让cpu不定时运行多个磁带程序,提高资源利用率
分时系统
cpu上分时间片,一个时间片上运行一个程序,切换时间片时随机运行程序,这样可以显著提高响应。达到多用户的需求
作业直接在内存中等待处理,每个作业一次运行只运行很短的时间,
可以同时处理很多用户,每个用户都觉得在独占计算机,计算机和用户可进行交互
实时系统
用于实时感应的系统,比如太阳能
嵌入式系统
用于操控监视机器设备的操作系统
并行系统
分布式系统