0基础《操作系统OS轻松入门笔记》~持更~

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文章目录

​​0基础《操作系统OS轻松入门笔记》~持更~​​​​一、什么是操作系统？​​

​​1.1操作系统的层次结构​​​​1.2操作系统的用户视图及其分类​​​​1.3操作系统的内核特征​​

​​二、为什么要学习操作系统？​​​​三、操作系统的启动~故事从这里开始​​

​​3.1开机时计算机都发生了什么？​​​​3.2操作系统与外设和应用程序的交互​​

​​3.2.1三种常见处理机制​​​​3.2.2中断处理​​​​3.2.3异常处理​​​​3.2.4系统调用​​

一、什么是操作系统？

回答这个问题的时候，我们基于两个方面来说明：

用户角度：操作系统是一个控制软件，可以管理应用程序。系统内部角度：操作系统是一个资源分配管理器。操作系统将CPU 磁盘 内存分别抽象成了 进程 文件 地址空间。

1.1操作系统的层次结构

shell层：操作系统的外层，专门用来与用户进行交互的接口。kernel内核层操作系统的核心层，相当于电脑的神经中枢，可以掌管软硬件层所有东西。

1.2操作系统的用户视图及其分类

操作系统的用户视图可以分为如下：

终端用户：应用程序的使用者应用程序员：应用程序的开发人员 ，大部分就是这种类型的程序员系统程序员：软硬交互的程序开发人员，需要熟悉一定的系统内部机制系统管理员：维护升级安装操作系统

1.3操作系统的内核特征

并发性：一段时间内多个程序同时运行。并行性：一个时间点多个程序同时运行。

二、为什么要学习操作系统？

它是一套综合性课程，前期需要掌握的知识有：

程序设计语言（首推C语言）数据结构算法计算机体系结构

三、操作系统的启动~故事从这里开始

3.1开机时计算机都发生了什么？

开机之前，操作系统没有一开始就存在内存里，而是放在了 硬盘disk上。当我们按下开机键的时候，BIOS(基于I/O处理系统)就会去自检外设，也就是寻找显卡执行BIOS。接着加载相应的软件进行运行。

按下开机键同时，软件层面的东西也在执行，放在 硬盘disk上的 bootloader也会随之启动，它会将硬盘上的OS加载到内存中去。

3.2操作系统与外设和应用程序的交互

3.2.1三种常见处理机制

中断来源于外设，比如键盘，鼠标等一系列操作。异常应用程序产生意想不到的行为，比如你打开了某个病毒文件，电脑马上死机。系统调用应用程序请求操作系统提供服务。

3.2.2中断处理

某个进程产生了中断，操作系统怎么去找到它的呢？

从硬件层面来说，外设会根据现场产生的中断再产生一个中断标记，CPU看到中断标记之后会产生一个中断号ID，最后将这个中断ID发送给操作系统，操作系统便能找到中断现场。从软件层面来说，操作系统还要保护中断前的状态，处理完中断服务之后，在此处恢复到之前的状态。

3.2.3异常处理

处理机制和中断处理机制大体相似。

CPU会对现场异常进行异常编号，再发送给操作系统，操作系统马上保存编号，然后操作系统会进行异常处理，处理完成后恢复程序。操作系统异常处理主要完成以下工作：

杀死异常程序重新执行异常程序

3.2.4系统调用

系统调用是用户与计算机常见的交互行为，只是大家没有发现而已。

​ 我们在学C语言的时候，写 ​​printf（）​​时，会触发调用操作系统的 ​​write（）​​函数，实现输出效果。官方会提供许多的操作系统API，比如Windows API，Linux API，Java API…无论是高级语言还是低级语言，都会使用同样的API进行系统调用。

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