Linux运维实战第一天：对操作系统的简单理解

前言：

今天（2013/12/14）是我开始系统学习马哥Linux视频的第一天，第一天的视频内容包括两大部分：第一，计算机的体系结构；第二，操作系统初识；看完视频后感慨良多，觉得大学里面的学习全都是走马观花。系统看完视频之后结合以前学习的操作系统课程知识，通过这篇博文做一个简单的总结。当然，最重要的是坚持写博客，这是对自己学习过程的一种监督，也是通过这种方法与大家交流的一种平台，欢迎各位大大拍砖。

操作系统知识的简单总结：

什么是操作系统：

操作系统尚未有一个普遍接受的定义。我的定义是：操作系统既是计算机系统资源的管理员，又是计算机系统用户的服务员。

专业点的解释就是：资源管理以提高资源利用率为目标，以给用户服务提供尽可能多的服务项目和最大的方便为宗旨。管理与服务的功能用一组程序来描述，这组程序通过事件驱动以并发执行的方式发挥作用。这组程序就称为操作系统，它是计算机系统中极为重要的系统软件。

操作系统的特征：

1. 并发性：两个或两个以上的进程的执行在时间上有重叠，即一个进程的第一个操作是另一个进程的最后一个操作完成之前开始（进程：运行中的程序）
2. 共享：指系统中的硬件资源和软件资源能为多个用户共同使用。根据资源的属性，通常有互斥共享（如打印机共享）和同时共享（如文件夹共享）两种方式；
3. 虚拟：本质含义是把物理上的一个变成逻辑上的多个（如Linux系统的虚拟终端）；
4. 不确定性：不是说操作系统本身的功能不确定，也不是说操作系统控制下用户程序结果的不确定，而是说在操作系统控制下的多个作业的执行顺序和每个作业的执行时间是不确定的；
5. 可重构性：支持对计算机系统可靠性和配置动态化的考虑（如windows 7系统的即插即用方案允许用户将他的优盘从他的台式机卸下并迅速移到另一位置。在此期间用户不必关机，当用户再度使用台式机时，即插即用子系统已经重构好了windows 7的新配置，用户马上就可以继续他原来的工作）；

操作系统的基本功能：

操作系统的基本功能是管理计算机系统的硬件、软件资源。计算机硬件资源有处理机（CPU）、主存、辅存、输入输出设备、通信设备；软件资源指除操作系统之外且存在于计算机系统中的程序、数据、信号量等信息。

操作系统与硬件及其它软件的关系：

如下图所示，其它软件以操作系统为支撑环境，操作系统为应用层提供服务。操作系统紧贴裸机，把裸机改造成功能更强大、使用更方便的虚拟机器。操作系统本身又分为内核和外核两部分。操作系统本身的活动在外核是并发的，而在内核通常是顺序执行的。

操作系统的分类：

从功能上来划分，操作系统有如下分类：

单用户操作系统：如windows 98、windows xp等；

多道批处理系统：主要装在用于科学计算多道大型计算机上；

分时系统：如UNIX系统；

实时系统：往往是专用的操作系统，如生产过程、航空订票等；

网络操作系统：如windows server系列操作系统

分布式操作系统：通常分为两类，一类是建立在多处理机上的紧密耦合分布式系统，另一类是建立在计算机网络基础之上，称为松耦合分布式系统；

操作系统运行环境：

计算机硬件所提供的支持构成现代操作系统的硬件环境，其中最为重要的是中断机构。事件引发中断，中断必须加以处理，操作系统由此被驱动。操作系统是一个众多程序模块的集合。根据运行环境，这些模块大致分为三类：1、在系统初启时便与用户程序一起主动参与并发运行的，如输入输出程序。它们由时钟中断、外设中断所驱动；2、直接面对用户态的程序的，这是一些“被动”地为用户服务的程序。这类程序的每一个模块都有一条系统调用指令与其对应，仅当用户执行系统调用指令时，对应的程序模块才被调用、被执行。系统调用指令的执行是经过陷入中断机构处理的。因此从这个意义上说，第二类程序也是由中断驱动的；3、是那些既不主动运行也不直接面对用户程序的、隐藏在操作系统内部的、由前两类程序调用的模块。既然前两类程序是由中断驱动的，那么第三类程序也是由中断驱动的。不过需要注意的是，操作系统本身的代码运行在核心态，从用户态进入核心态的唯一途径是中断。如：Linux中的trap命令是专供用户程序进入Linux核心而设置的。