操作系统做了什么？
执行helloword程序
1.找到helloworld程序的相关信息，检查其类型是否是可执行文件，并通过程序首部信息，确定代码和数据在可执行文件中的位置并计算出对应的磁盘块地址
2.创建一个新的进程，并将helloword执行文件映射到该进程结构，表示由该进程执行hellworld程序
3.为helloword程序设置cpu上下文环境，并跳到程序开始处
4.执行helloworld程序的第一条指令，发生缺页异常
5.操作系统，分配一页物理内存，并将代码从磁盘读入内存，然后进行执行helloworld程序
6.helloworld程序执行puts函数(系统调用),在显示器上写一字符串
7.操作系统找到要将字符串送往的显示设备，通常设备是由一个进程控制的，所以，操作系统将要写的字符串送给该进程
8.控制设备的进程告诉设备的窗口系统它要显示字符串，窗口系统确定这是一个合法的操作，然后将字符串转换成像素，将像素写入设备的存储印象区
9.视频硬件将像素转化成显示器可接收的一组控制数据信号
10.显示器解析信号，激发液晶屏
11.在屏幕上看到了'helloworld'
总结：
用户程序 -os调用->进程管理
用户程序 -os调用->存储管理
用户程序 -os调用->文件系统
操作系统的定义与作用
1. 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合
2. 特点
1. 有效：系统效率，资源利用率(cpu,io是否忙碌)
2. 合理：软硬件资源管理是否合理
3. 方便使用：用户界面与编程接口
3. 作用
1. 资源的管理者
1.硬件资源：
cpu，内存，设备（i/o设备，磁盘，网卡等）
2.软件资源：
磁盘上的文件，各类管理信息等
3.怎样管理资源：
1.跟踪记录资源的使用情况（哪些资源空闲）
2.确定资源分配策略（算法）
1.静态分配策略
2.动态分配策略
3.实施资源的分配和回收
4.从资源管理的角度
1.进程/线程管理(cpu管理)
1.进程线程状态，控制，同步互斥，调度
2.存储管理
1.分配/回收，地址转换，存储保护，内存扩充
3.文件管理
1.文件目录，文件操作，磁盘管理，文件存取控制
4.设备管理
1.设备驱动，分配回收，缓冲技术
5.用户接口
1.系统命令，编程接口
2. 向用户提供各种服务
1.在操作系统之上，从用户角度来看
1.操作系统为用户提供来一组功能强大，方便易用的命令或系统调用
2.典型的服务
1.进程的创建，执行，文件和目录的操作，i/o设备的使用，各类统计信息
3. 对硬件机器的扩展
1. 应用程序
--------虚拟机器界面
操作系统
--------物理机器界面
硬件
操作系统的主要特征
1.并发：处理多个同时性的能力
1.问题（活动切换，保护，相互依赖的活动间的同步）
1.计算机系统同时运行多个程序，单cpu上
1.宏观上这些程序是同时执行
2.微观上任何时刻只有一个程序真正在执行
2.并行 多指不同程序同时在多个硬件部件上执行
2.共享：操作系统与多个用户程序共同使用计算机系统中的资源，操作系统要对系统资源进程合理分配和使用，资源在同一个时间段内交替被多个进程所用
1.互斥共享（打印机）
2.同时共享（可重入代码，磁盘文件）
3.虚拟
1.一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体，分时或分空间
2.虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率
1.cpu --每个进程的'虚处理机'
2.存储器 --每个进程都有独立的虚拟地址空间(代码+数据+堆栈)
3.显示设备 -- 多窗口或虚拟终端
4.随机：操作系统必须随时对以不可预测的次序发生的事件进行响应并处理
1.进程的运行速度不可预知，多个进程并发执行，走走停停，无法预知每个进程的运行推进的快慢
2.难以重现系统在某个时刻的状态(包括重现运行中的错误)
典型操作系统的架构
windows系统体系结构
系统进程 服务进程 用户进程 环境子系统
动态链接库(DLL)
-------------------------------------用户态
系统服务分发起 内核态
内核态可调用接口
执行体
内核 设备驱动程序 图形与窗口
硬件抽象层(HAL)
---------------------------------------物理硬件
硬件
应用程序
系统功能调用
操作系统
计算机硬件
UNIX操作系统
-------------------------用户态
系统调用接口
文件系统 进程控制子系统
-------------------------硬件
linux操作系统
-------------用户态
系统调用接口
文件系统
虚拟内存管理
进程调度
物理内存管理
驱动管理
网络管理
异常处理
中断处理
驱动管理
-------------
安卓系统
1.android应用程序
2.应用程序框架
3.系统库和android运行时
4.linux内核
操作系统的分类
1. 批处理操作系统
1.工作方式
1.用户将作用交给系统操作员
2.系统操作员将许多用户的作用组成一批作业，输入到计算机系统中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流
3.启动操作系统
4.系统启动，依次执行每个作业
5.由操作员将作业结果交给用户
2.追求目标
1.提供资源利用率，增加作业处理吞吐量
3.批处理系统中的作业包括
1.用户程序
2.数据
3.作业说明书
4.成批：通常用若干个作业组成，用户提交作业后只能等处理结果，不能干预自己作业的执行
5.批作业处理：
1.对一批作业中的每个作业进行相同的处理，从磁带读取用户作业和编译链接程序，编译链接用户作业以生成可执行程序，启动执行，执行并输出结果
6.问题：
1.慢速的输入输出处理直接由主机来完成，输入输出时，cpu处于等待状态
7.解决方案：
1.卫星机，完成面向用户的输入输出(纸带或卡片)，中间结果暂存在磁带或磁盘上
8.spooling系统技术
1.在一台计算机上利用磁盘作缓冲，将输入，计算，输出分布组织成独立的任务流，使i/o和计算真正并行
2. 分时系统
1.时间片
操作系统将cpu的时间划分成若干个片段，称为时间片
2.分时系统与批处理系统结合
3. 实时操作系统
1.是指计算机能够及时响应外部事件的请求，在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致的工作
4. 个人计算机操作系统
5. 网络操作系统
1.按网络体系结果协议标准开发的软件
6. 分布式操作系统
1.以计算机网络为基础，或以多处理机为基础
7. 嵌入式操作系统
1.在各种设备，装置或系统中，完成特定功能的软硬件系统汽车，手机，电视机，mp3播放器