as you will，如果你认为操作系统没有用，那是因为你的编程和程序开发处在一个低级的水平。
引论
操作系统的形成
人工操作阶段
特点：
- 用户独占全机——资源利用率低
- 机等人：CPU等待人工操作（装带、卸带时）
缺点:
- 输入、纸带、电传都可能出错
- 多个用户不能同时使用
脱机输入输出技术
引入： 为缓解人机矛盾，CPU速度与I/O设备速度不匹配的矛盾。
优点：
- 减少了CPU的空闲时间，缓解了人机矛盾。
- 缓和了CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾，进一步减少CPU空闲时间。
批处理技术（单道批处理技术）
在磁带中有若干作业（一批作业），配有专门编制的监督程序，主机一启动，以监督程序自动完成作业的切换，使作业自动的一个接一个的处理。
特征：
自动性、顺序性、单道性（内存任何时候只有一道作业；FCFS）
优点：实现作业自动转接，克服了机等人。
缺点：输入时，主机空闲；计算时，外围设备空闲——计算机使用效率仍然不高。
多道批处理技术
引入：提高资源利用率。
思想：内存中同时存放几道相互独立的程序，一个I/O时，另一个用CPU，多道程序合理搭配交替运行，充分利用资源，提高效率。
需要解决的问题：
- 处理机管理问题：CPU分配和回收
- 内存管理问题：内存分配、扩充和回收
- I/O设备的管理问题
- 文件管理问题
- 作业管理问题
操作系统是在不断改善计算机系统性能和提高资源利用率，方便用户的过程中诞生的。多道程序设计技术的出现，标志着操作系统的诞生。
分时系统
当用户的需求表现为：人机交互；共享主机；便于用户上机。多个用户同时使用一台计算，互不干扰，就象独占一样。
一般采用时间片轮转的方式，使一台计算机为多个终端服务，对每个用户能保证足够快的时间响应，并提供交互会话能力。
特点：多路性、独立性、及时性、交互性
什么是操作系统
- 操作系统是一个介于计算机和应用程序之间的一个软件系统。它使计算机变得更好用，使计算机运行变得有序。
- 操作系统是掌握是计算机上所有事情的软件系统
操作系统的特征
并发
并行性：两个或两个以上的操作在同一时刻发生。
并发性：两个或两个以上的操作在同一时间间隔内发生。
共享
共享：系统中的资源供内存中多个并发执行的进程共同使用。
类型：
- 互斥共享方式
- 同时访问方式
并发与共享：互为存在条件，共享以并发为条件，共享影响并发。
虚拟
虚拟：是指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。
异步
多道程序环境下，进程以异步方式运行。
操作系统扮演着两个角色：
魔术师：
操作系统通过进程抽象让每一个用户都感觉有一台自己独享的cpu；通过虚拟内存的抽象，让用户感觉物理内存具有无限扩张性。（当然这种把少变多不是无中生有，变多也不是无限，只是针对磁盘容量大小）
管理者：
为了让用户很好的利用硬件资源，资源需要分块（parcels out），把硬件分块出来给应用程序使用。管理者要做到的是有效和公平。有效指的是不能浪费资源，公平指的是每个人都有享有资源的可能，不能有不公平的现象。
根据管理的资源不同，操作系统的具体功能包括：
- CPU管理：如何分配CPU给不同应用和用户。
- 内存管理：如何分配内存给不同应用和用户。
- 外存管理：如何分配外存（磁盘）给不同应用和用户。
- I/O管理：如何分配输入输出设备给应用和用户。
- 健壮性管理：即如何确保操作系统自身的正常运行。
- 安全性管理：即如何防止非法操作和入侵。
进程的描述与控制
程序与进程
引入：为描述并发下程序的执行情况
进程：进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和处理机调度的一个独立单位。
进程 = 程序段 + 数据段 + PCB（进程控制块）
数据段：操作对象及工作区
程序块：描述要完成的功能
PCB：动态特征的集中体现
程序：程序就是文件，是控制计算机的指令。
程序是如何运行的？
程序运行至少需要如下4要素
- 程序设计语言
- 编译系统
- 操作系统
- 指令集结构（计算机硬件系统）
进程的三种基本状态
- 就绪状态(ready):等处理机
- 执行状态(running):用处理机
- 阻塞状态(blocked):等事件
有了基本的状态我们就有了最基本的状态演变：
但这个还不够，我们还需要调节系统负荷、满足终端用户，操作系统的需要。
挂起：使正在活动的进程（或执行、或就绪、或阻塞）处于静止状态，此时系统回收被这些进程占用的内存资源。
进程控制块PCB
PCB是进程存在的唯一标志，OS根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理。
组织方式：
链接方式
索引方式
它两的区别在于，索引方式会在链接方式的基础上增加索引表
进程控制
到此为止，逐步深入，了解了进程，那么进程是被谁控制的呢？ OS内核。
进程控制，就是对系统中所有进程的生命历程实施控制。也即：进程控制是管理进程生灭及状态转换的程序的集合。
内核：在层次结构中最里层的程序模块集合。即：内核是计算机硬件的第一层扩充软件。
内核的基本功能：
- 资源管理：
- 进程管理、存储器管理、设备管理
- 支撑功能
- 中断处理、时钟管理、原语操作
内核的实现：
- 它是由原语实现
- 原语：由若干条机器指令构成的，完成特定功能的一段程序，其执行过程不可分割，就象一条指令一样
- 例如：进程的创建、终止；进程的阻塞、唤醒；进程的挂起、激活。
进程同步
在系统中有一些需要相互合作、协同工作的进程，它们之间的相互联系称为进程的同步。
进程同步的主要任务
使并发执行的诸进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而使程序的并发执行具有可再现性。
进程的两种制约关系
- 间接制约：竞争同一资源而产生的相互排斥的关系 。
- 解释： 当某一进程访问某一资源时，不允许别的进程同时访问，这种限制称为互斥， 即多个进程在访问某些资源（如临界资源）时，也要有一种执行次序上的协调 ，当一个进程访问完毕，另一个进程才能访问。所以就其本质来讲，互斥仍是一种同步。
- 直接制约：进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。
临界资源
- 临界资源：一次仅允许一个进程访问的资源。例如打印机。
- 临界区：访问临界资源的代码段，不允许多个并发进程交叉执行的一段程序。
临界区必须互斥访问
进入区：(1) 检查临界资源是否被访问，未被访问，转(2)，否则转(1)。
(2) 进入临界区，并设访问标志。
退出区：恢复访问标志，允许其它进程进入
同步机制应遵循的准则
- 空闲让进——有效利用
- 忙则等待——互斥
- 有限等待——避免“死等”
- 让权等待——避免“忙等”
处理机调度与死锁
进程调度时机
- 正在执行的进程执行完毕;
- 执行中的进程因提出I/O请求或发生等事 件而暂停执行;
- 时间片完成;
- 在进程通信或同步过程中执行了某种原 语操作，如P操作(wait操作)阻塞;
- 高优先者进入;
处理机调度的层次
作业调度
进程调度
内存调度
存储器管理
虚拟存储器
未完待续！！！
