作業系統的特徵

• 併發：同時發生但是執行有順序。

  一段時間內可以執行的程式。cpu可以通過程序排程執行相應的程式，一個程式可以被建立為一個程序。
  
  批處理系統: 將一組程式讀入外接儲存器中,再逐個將此程式載入記憶體中執行。直到一個程式執行完才載入下一個。
  
  多道批處理系統：就是將多個程式一起載入記憶體中，如果有一個程式阻塞，就呼叫另外一個程式去執行，提高cpu的利用率。
  
  這就是併發，意在提高cpu的利用率，不讓當前執行程式阻塞後，使得cpu空閒。、
  
  並行：就是同時執行。比如一個cpu核心執行add指令的同時，另外一個cpu核心執行sub指令。add和sub指令是同時執行的。
  

• 共享（硬體資源的共享）

  同時訪問的共享:
  	可以被同時訪問共享的資源,那麼它的資源必然是不可修改的。不怕因為其中某個執行緒對資源造成破壞導致其他執行緒受到影響。
  
  互斥訪問的共享:
  	一個執行緒依賴另外一個執行緒的結果，那麼這個資源就是互斥訪問的，如果兩個執行緒不相互依賴，但是訪問相同的區域，那麼這個區域也是互斥的，因為每個執行緒訪問的方式不同，如果訪問的是不相同的塊，那麼這個資源是共享（這裡以記憶體為例）
  

  共享在系統內部是互斥或者分時訪問的。不同的資源有不同的訪問方式。兩個記憶體同時訪問一個主存，但是訪問的是主存中的不同塊，那麼這個主存就可以被真正的共享，否則就是互斥共享。

• 虛擬

  虛擬就是將有限的硬體資源抽象出來,使得每個程式好像都有自己獨有的一套硬體資源。
  cpu -> process
  dis -> file
  memory -> address
  等等。
   
  

• 非同步

  就是計算不是一直執行到d的。是走走停停的。
  
  例如在一個批處理系統中，一個程式可以佔用整個系統資源，但是程式的執行過程中，有時候會需要等待某些資源的結果，而需要程序阻塞，等待資源結果準備好後，在繼續執行，而這是cpu資源則造成浪費。那麼在多道批處理系統中，有多個程式併發執行，如果一個程序阻塞，那麼作業系統通過程序排程，將另外一個程序啟用。使用cpu資源。當cpu空閒時並且等待的資源已經處理好了，那麼作業系統在排程那個程序。完成那個工作。這就是走走停停，非同步執行。
  

書本的內容是有滯後性的，學習作業系統是站在一個更高的角度看作業系統，而不是把眼觀關注在某個瑣碎的點，學習框架也是如此。

啟動

BIOS(base input/output system)：讓系統開機能夠然該系統對外設進行檢測

bootloader：載入os到記憶體中，讓cpu可以執行作業系統。

作業系統的開機過程:

電腦開機 -> Bios啟動進行自檢（判斷電腦執行的元件是不是都齊全）-> 89b將bootloader載入記憶體並將硬體控制權交給bootloader -> bootloader再將os載入記憶體中再將控制權交給os

作業系統與外設和硬體互動：

• 中斷

  定義: 外設向作業系統發出請求的通知
  源頭: 外設(例如:鍵盤,滑鼠,網絡卡,音效卡啥的)
  時間: 非同步的,就是系統不知道什麼時候會產生中斷,比如說網絡卡接到一份報文,那麼就要立即通知作業系統處理
  響應: 打斷先有執行程式,但是使用者感知不強.作業系統處理後,使得被打斷的程式繼續執行.
  

• 異常

  定義: 應用被動產生的請求
  源頭: 應用執行出現異常(陣列下標越界, 空物件啥的)
  時間: 同步的,就是當前執行的程式發生異常,會立即通知系統,這個同步指的是當前佔用cpu的程式發出的異常,如果		是沒有佔用cpu的程式出現的異常就是非同步的(這顯然不可能發生)
  響應: 當執行程式出現異常時,作業系統保持執行程式的所有執行狀態,並且判斷該異常能否處理,如果可以就處理異	  常,處理好後繼續執行程式，如果異常無法處理那麼作業系統就殺死這個程式。
  

• 系統呼叫

  定義: 應用向作業系統發出請求
  源頭: 應用主動向作業系統發出的請求。
  時間: 同步和非同步：
  	     同步：發出請求的時間點是同步的，和異常一樣。
  	     非同步：請求發出後，如果cpu資源空閒，那麼該程式就要阻塞，執行其他程式，當請求處理結束後該程式			  才繼續執行，但是作業系統不知道請求什麼時候處理結束，這就是非同步的。
  響應: 保留執行程式目前的所有狀態，直到作業系統處理完請求後，程式才繼續執行。
  

處理：

中斷:	硬體:外設產生中斷標記,cpu產生中斷號並通知作業系統。	軟體:作業系統保留當前執行程式的所有狀態，按照中斷號去終端表查詢處理該中斷的例程來處理服務，清楚中斷標			 記，恢復被中斷程式的狀態。異常：	當前程式產生異常，作業系統儲存當前程式的執行狀態，作業系統根據異常編號處理異常，如果異常不能處理就殺死		該程式，不然就處理好異常繼續執行程式。系統呼叫：	執行的程式通過作業系統的介面(如windows的win32)向作業系統發出請求。	作業系統有兩個狀態：	   一個時使用者態：沒有訪問和控制硬體的許可權，應用一般執行再這個狀態上。	   一個是核心態：擁有對所有硬體的訪問和控制權限。	一個程式向作業系統發起系統呼叫請求，作業系統從使用者態變為核心態執行響應的請求，但是這個轉變會有很多開銷		的代價：		具體開銷有：			1.對映開銷：就是說我們要把使用者態的請求的所有資訊對映到核心態來。			2.堆疊的維護：作業系統和應用都有各自的堆疊。			3.引數的檢查：檢查系統呼叫的引數是否合法，不然會導致非法的操作，例如訪問其他程式的記憶體。			4.處理後的資料：核心態處理完後將資料賦值回程序的堆疊中。			5.硬體chache和記憶體的轉變，比如cache中的資料會被重新整理。cpu重新載入資料，訪問記憶體是耗時的。	這些開銷的主要目的就是提供一個安全可靠的系統，開銷的代價是指的。