操作系统教材第6版—

操作系统教材第6版——个人笔记1

第一章计算机操作系统概述

操作系统是计算机系统中最重要的系统软件，它统一管理计算机系统的硬件资源与信息资源，控制与调度上层软件的执行并为其提供易于使用的接口。从资源管理、程序控制、操作控制、人机交互、程序接口、系统结构6个角度深入观察操作系统。

1.1.1计算机系统概述

电子数字计算机

电子数字计算机是一种能够自行按照已设定的程序进行数据处理的电子设备，它是软件与硬件相结合的、面向系统的、侧重于应用的自动化求解工具。1946年，第一台电子数字计算机ENIAC诞生于美国。短短70余年间，计算机技术得到了快速发展，从早期的科学计算与数据处理领域迅速扩展到实时控制、辅助设计、智能模拟等诸多领域。到今天，计算机技术已无所不在，深入社会生活各个领域，深刻改变了当今人类社会的组织行为。

计算机技术的发展

计算机的诞生与发展经历了以下几个阶段。

第一代电子管计算机（1946-1957年）

第二代晶体管计算机（1958-1964年）

第三代集成电路计算机（1965-1977年）

第四代超大规模集成电路计算机（1977-至今） #电晶集超大集 4567

1945-：电子真空管、机器语言，应用于科学计算 #存储小速度慢

1956-：晶体管、批处理控制、Fortran/COBOL，扩展到数据处理领域 #fortran/cobol 高级程序设计语言

1959-：集成电路、多道程序、操作系统/数据库/高级语言，应用领域继续扩展

1976-：大规模/超大规模集成电路，向快速化/小型化/系统化/网络化/智能化等方面发展

1980-：微机出现，廉价化促使应用领域快速膨胀

1990-：图形化人机交互技术，友善化推动了应用人群的快速扩展

2003-：移动计算的出现，计算无处不在

计算机系统的组成

现代计算机系统包括硬件和软件两个组成部分，硬件与软件共同构成一个求解计算问题的工具。硬件是软件运行的物质基础，软件能够充分发挥硬件潜能并扩充硬件功能，共同完成各种应用任务。一个计算机系统的软硬件层次结构中每层都具有一组功能并对外提供相应接口。接口对层内隐藏了实现细节，对层外提供了使用约定

计算机硬件系统是借助电、磁、光、机械等原理构造的各种物理部件的有机结合，是计算机系统工作的载体，包括处理器、存储器、I/O控制系统及外围设备。

计算机软件系统则包括各类程序和文件，用于指挥计算机系统按指定要求进行协同工作，包括系统软件、支撑软件和应用软件，其中最关键的系统软件是操作系统和语言处理程序

1.1.2 计算机硬件系统

计算机系统硬件的组成

计算机硬件系统包括中央处理器(central processing unit, CPU）、主存储器、外围设备等组件，它们通过系统总线连接。中央处理器包括运算单元和控制单元，运算单元用于计算机硬件执行具体的机器指令的运算，控制单元则解译机器指令。主存储器用系统于存储正在执行的程序和数据。外围设备则包括显示器等输出设备，键盘、鼠标等输入设备，硬盘等存储设备，以及机－机间的通信设备。 #硬件=cpu+主存+外围设备 cpu=运算单元+控制单元控制负责解译指令

冯·诺依曼计算机体系结构

当今绝大部分计算机是基于冯·诺依曼模型设计的存储程序计算机。这一计算机模型由冯·诺伊曼等人在1946年总结并提出，明确了计算机系统包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个组成部分。该体系结构具有以下特点：（二进制作为计算机数制进制基础；存储程序与程序控制）

①以运算单元为中心，控制流由指令流产生。 #运算单元中心指令流产生控制流

②采取存储程序原理，面向主存储器组织数据流。 #存储原理面向主存储数据流

③主存储器按照地址访问，提供线性编址空间。 #主存储按地址访问提供线性编址

④指令由操作码和地址码组成。 #指令=操作码+地址码

⑤数据以二进制编码。 #二进制编制=废话学计算机的都知道

存储器是该模型的核心部分，运算器和控制器都面向存储器进行操作，同时，外围设备也针对存储器进行数据的输入／输出。计算机的各个部件（存储器、控制器、运算器和输入／输出设备）需要通过总线相连接，从而构成完整的计算机硬件系统。