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2019版操作系统高分笔记:操作系统简介

【摘要】:从这一观点来看,操作系统为用户使用计算机提供了许多服务功能和良好的工作环境。通过逐层的功能扩充,最终完成操作系统虚拟机,从而为用户提供全套的服务,满足用户的要求。

下面讲解操作系统研究中的不同观点,这些观点彼此并不矛盾,而是站在不同角度对同一事物(操作系统)分析的结果。每一种观点都有助于理解、分析和设计操作系统。

1.用户观点

操作系统的用户观点即根据用户所使用计算机的不同而设计不同类型的操作系统。比如,大多数人使用的是个人计算机(PC),此类计算机主要包括主机、显示器、键盘等,这种系统设计是为了使用户更好地进行单人工作,因此操作系统要达到的目的就是方便用户使用,资源利用率显得不是很重要。而有些用户使用的是大型机或者其终端等,此类计算机用来完成大型计算或作为公共服务器等工作,因此其操作系统的设计目的就是使资源利用最大化,确保所有资源都能够被充分使用,并且保障稳定性。而智能手机的操作系统所追求的则是界面友好、使用便捷及耗电量低等。

2.系统观点(资源管理的观点)

从资源管理的角度来看,操作系统是计算机系统的资源管理程序。在计算机系统中有两类资源:硬件资源和软件资源。按其作用又可以将它们分为4大类资源:处理器、存储器外设和信息(程序和数据)。这4类资源构成了操作系统本身和用户作业赖以活动的物质基础和工作环境。它们的使用方法和管理策略决定了整个操作系统的规模、类型、功能和实现。与上述4类资源相对应,操作系统可被划分成处理器管理、存储器管理、设备管理和信息管理(即文件系统),并分别进行分析研究。由此,可以用资源管理的观点组织操作系统的有关内容。

3.进程观点(www.chuimin.cn)

这种观点把操作系统看作由若干个可以独立运行的程序和一个对这些程序进行协调的核心所组成的。这些运行的程序称为进程,每个进程都完成某一项特定任务(如控制用户作业的运行,处理某个设备的输入/输出……)。而操作系统的核心则是控制和协调这些进程的运行,解决进程之间的通信;它从系统各部分以并发工作为出发点,考虑管理任务的分割和相互之间的关系,通过进程之间的通信来解决共享资源时所带来的竞争问题。通常,进程可以分为用户进程和系统进程两大类,由这两类进程在核心控制下的协调运行来完成用户的要求。

4.虚拟机观点

虚拟机的观点也称为机器扩充的观点。从这一观点来看,操作系统为用户使用计算机提供了许多服务功能和良好的工作环境。用户不再直接使用硬件机器(称为裸机),而是通过操作系统来控制和使用计算机。计算机从而被扩充为功能更强大、使用更加方便的虚拟计算机。

从功能分解的角度出发,考虑操作系统的结构,将操作系统分为若干个层次,每一层次完成特定的功能,从而构成一个虚拟机,并为上一层提供支持,构成它的运行环境。通过逐层的功能扩充,最终完成操作系统虚拟机,从而为用户提供全套的服务,满足用户的要求。