介紹
- 早先的計算機是隻有操作皮膚，沒有螢幕，是隻有輸入和輸出。
- 從這張圖可以看到很多的資訊
- operating system:作業系統
- system and appllcation programs:系統程式與應用程式
- compller: 編譯器
- assembler:彙編器
- database system:資料庫系統
- text editor:文字編輯器
- computer hardware:計算機硬體
- interface：介面，介面，介面
- 介面是連線兩個物體的邊界，透過這個介面，兩邊可以很好的地對話
- 硬體-硬體：usb，hdmi，vga
- 軟體-硬體：使用instruction（指令集）
- 軟體-軟體：application programming interface(api)
- virtual machine(虛擬機器)
- 作業系統向使用者提供一個容易理解和使用的“計算機（虛擬的）”，使用者對這個“計算機”的操作都將被作業系統轉換成對計算機硬體的操作。
- 分層結構：application（軟體），operating system（os作業系統），hardware（硬體）
- 軟體（application）使用虛擬機器介面（virtual machine interface）對作業系統（operating system）進行操作，然後 作業系統（operating system）使用物理機介面（physical machine）對硬體(hardware)進行操作。
- 對硬體直接進行操作是很困難的，分層的方式去操作，可以簡化應用層的工作量，並減少很多錯誤。
- 作業系統能做什麼
- 從使用者的角度
- 提供良好的使用者介面
- 標準的函式庫
- 使得程式設計更加方便並且不容易出錯
- 從系統的角度
- 管理資源
- 硬體資源（處理機，儲存器，裝置）
- 資訊資源（檔案）
- 解決申請資源時產生的衝突（如兩個app都要使用一個檔案的時候，會出現衝突）
- 阻止錯誤的產生和對計算機不正當的使用（抵禦惡意軟體）
- 管理資源
- 定義作業系統
- An operating system acts an intermediary between user of a computer and the computer hardware
- The purpose of an operating system is to provide an environment in which a user can execute programs in a convenient and efficient manner.
- An operating system is software that manages the computer hardware.
計算機系統的組成
- computer system organization(計算機組成)
- bus:匯流排,所有資料從匯流排流出來，然後流進去。
- 鍵盤流出資料到匯流排，透過匯流排流入到記憶體內，之後記憶體再透過bus流出到cpu
- cpu:
- disk controller(硬碟控制器)：匯流排透過disk controller連線disk
- usb controller:
- graphics adapter(介面卡):其實就是顯示卡
- disk
- 主引導扇區（boot sector）
- 硬碟的0柱面，0磁頭，1扇區稱為主引導扇區，在這個扇區裡面存放：MBR(Main Boot Record)
- 中斷
- 當有事情（Event）發生時，這裡的event是隨機發生的，cpu會收到一箇中斷（Interrupt）訊號，可以是硬中斷也可以是軟體中斷。
- cpu會停下正在做的事情，轉而執行中斷處理程式，執行完成後回又回到之前被中斷的地方繼續執行。
- operating system is an interrupt driven system
- 以中斷為驅動的作業系統
- storage system（儲存系統）
- cpu負責將指令(Instruction)從記憶體(Memory)讀入
- 記憶體以位元組為儲存單位，每個位元組都有一個地址與之對應，透過load（從記憶體存入暫存器）/store（暫存器流出到記憶體）指令既可訪問指定地址的記憶體資料
- I/O結構
- 作業系統中有一個專門的io子系統負責完成這項工作
- IO裝置
- io device 與 controller/adapter相連線
- Device Driver(驅動)安裝在os(作業系統內部)
計算機系統體系結構
- 單處理器系統
- 多處理器系統
- 叢集系統
作業系統結構
- 單使用者單道模式
- cpu利用率低
- 多道程式設計
- 作業系統最重要的一點是具有多道程式(multiprogramming)能力。
- 多道程式設計透過安排任務使用得cpu總有一個執行任務，從而提高cpu利用率。
- 實現的硬體保證:處理器和io裝置具備並行工作的能力
- 分時系統：
- 也稱為多工系統