操做系統概述

操做系統是什麼
操做系統(Operating System, OS)是指控制和管理整個計算機系統的硬件和軟件資源，併合理地組織調度計算機的工做和資源的分配，以提供給用戶和其餘軟件方便的接口和環境的程序集合。

操做系統特徵：併發，共享，虛擬和異步

併發與並行
併發是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生。在多道程序環境下，一段時間內，宏觀上有多道程序在同時執行，而在每一時刻，單處理機環境下實際僅能有一道程序執行，故微觀上這些程序仍是在分時地交替執行。橾做系統的併發性是經過分時得以實現的。
並行性是指系統具備能夠同時進行運算或操做的特性，在同一時刻完成兩種或兩種以上的工做。並行性須要有相關硬件的支持，如多流水線或多處理機硬件環境。

操做系統做爲計算機系統資源的管理者
進程管理：進程控制、進程同步、進程通訊、死鎖處理、處理機調度等。
存儲器管理：內存分配、地址映射、內存保護與共享和內存擴充等功能。
文件管理：文件存儲空間的管理、目錄管理及文件讀寫管理和保護等。
設備管理：緩衝管理、設備分配、設備處理和虛擬設備等功能。

操做系統內核：

計算機系統中，一般CPU執行兩種不一樣性質的程序：一種是操做系統內核程序；另外一種是用戶自編程序或系統外層的應用程序。對操做系統而言，這兩種程序的做 用不一樣，前者是後者的管理者，所以「管理程序」要執行一些特權指令，而「被管理程序」出於安全考慮不能執行這些指令。所謂特權指令，是指計算機中不容許用 戶直接使用的指令，如I/O指令、 置中斷指令，存取用於內存保護的寄存器、送程序狀態字到程序狀態字寄存器等指令。操做系統在具體實現上劃分了用戶態（目態）和核心態（管態)，以嚴格區分 兩類程序。這部份內容的指令操做工做在覈心態。

核心態指令包括系統調用類指令和一些針對時鐘、中斷和原語的操做指令。

一些與硬件關聯較緊密的模塊，諸如時鐘管理、中斷處理、設備驅動等處於最底層。其次是運行頻率較髙的程序，諸如進程管理、存儲器管理和設備管理等。這兩部份內容構成了操做系統的內核。

中斷

在操做系統中引入核心態和用戶態這兩種工做狀態後，就須要考慮這兩種狀態之間如何切換。操做系統內核工做在覈心態，而用戶程序工做在用戶態。但系統不容許 用戶程序實現核心態的功能，而它們又必須使用這些功能。所以，須要在覈心態創建一些「門」，實現從用戶態進入核心態。在實際操做系統中，CPU運行上層程 序時惟一能進入這些「門」的途徑就是經過中斷或異常。當中斷或異常發生時，運行用戶態的CPU會當即進入核心態，這是經過硬件實現的（結合計算機組成原理）。