操作系统做什么
1. 计算机系统有4个组成部分：计算机硬件，操作系统，系统程序与应用程序和用户。
操作系统的组成部分：内核为资源(特别是内存、处理器和I/O设备)提供了最低层次的抽象层。它包括(但不限于)以下组件
CPU管理器、内存管理器、文件系统、设备管理器
2. 什么是操作系统?(不同观点)
- 控制程序----操作系统控制和协调不同用户的各种应用程序之间的硬件使用。（操作系统是管理计算机硬件的程序，为应用程序提供基础，充当计算机硬件和计算机用户的中介）
- 资源管理器(资源分配器)----操作系统管理计算机的资源，使各种应用程序和用户能够有效和公平地操作计算机系统。
- 扩展机(虚拟机)----操作系统抽象了计算机硬件，为用户提供了友好的界面。
- 没有通用的可接受定义-----操作系统的存在是因为它们是解决创建可用计算系统问题的合理方法。
3.操作系统的目标
- 执行用户程序，更容易地解决用户问题。
- 使计算机系统让用户使用方便。
- 有效地使用计算机硬件。
4.定义操作系统
- 一个比较公认的定义是： 操作系统是一直运行在计算机上的程序(通常称为内核)，其他程序则为系统程序和应用程序。
计算机系统组织
5. 计算机系统的操作
- 现代通用计算机系统由一个或多个CPU和若干设备控制器通过共同的总线相连而成。
引导程序：通常位于ROM或者EEPROM，称为计算机硬件中的固件。用来初始化系统的所有部分（CPU寄存器，设备控制器和内存）。
中断：硬件可随时通过系统总线向CPU发出信号，出发中断。软件通过系统调用（或者其他特别操作）触发中断。
中断处理程序：发出中断请求的那个程序。
指针表：通常位于低地址内存（前100左右的位置），包含各种设备的中断处理子程序的地址。这种地址的数组或中断向量可通过唯一设备号来索引，以提供设备的中断处理子程序的地址。
中断处理程序需要修改处理器状态，如修改寄存器的值，以明确保存当前状态并在返回之前恢复状态。处理中断之后，保存的返回地址被装入程序计数器，中断程序重新开始。
6. 存储结构
- 内存是处理器可以直接访问的唯一的大容量存储区域。它通常被称为动态随机访问内存
一个典型指令执行周期如下：
- 主存：只有CPU可以直接访问的大型存储介质。
- 辅存：非易失性大存储容量的主存储器的扩展——磁盘（绝大多数程序（比如：QQ、浏览器）都保存在磁盘上，直到运行程序时、才装入内存）
- 磁盘：最常用的辅存。磁盘表面逻辑上划分为磁道，再细分为扇区。磁盘控制器决定设备和计算机之间的逻辑交互。
7.I/O结构
- 设备控制器连接一个或多个设备和CPU。例如SCSI（small computer system interface）可以连接7个或更多的设备。设备控制器维护一定量的本地缓冲存储和一组特定用途的寄存器，负责在其所控制的外部设备和本地缓冲存储之间进行数据传递。通常操作系统为每个设备控制器提供一个设备驱动，用来理解设备控制器，并提供一个设备与其余操作系统的统一接口。
I/O操作如下所示：
如果是读操作，返回的可能是数据或者数据的指针，如果是其他操作，返回的可能是状态信息。
- 除此，还有DMA（direct memory access）的I/O设备，在DMA中设置好缓冲、指针和计数器后，设备控制器能在本地缓冲和内存之间传送整块数据，无需CPU干涉。
- 每块只产生一个中断，告知设备驱动程序操作已完成（低速设备每个字节产生一个中断。
计算机系统体系结构
8. 单处理系统：由一个主CPU执行一个通用指令集，包括来自于用户进程的指令；绝大多数系统还包括其他特定目的的处理器，可能以专用设备处理器的形式出现，也可能以通用处理器的形式出现。 所有专用处理器运行一个受限的指令集，不运行用户进程，有时由操作系统管理，操作系统将任务信息发送给这些处理器。
9.多处理器系统，也成为并行系统(parallel system)或紧耦合系统（tightly coupled system），这类系统含有多个通信CPU，共享计算机总线。其优点如下:
- 增加吞吐量：通过增加处理器的数量，但同时会多出管理多个CPU的开销。
- 规模经济：通过共享外设，存储和电源来节省资金。
- 增加可靠性： 单个处理器失灵不会导致整个系统停止。
10. &nb