System Programming

操作系统是计算机用户和硬件之间的一个中介「intermediary」。

• Make the hardware convenient to use
• Manages system resources
• Use the hardware in an efficient manner

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Runtime View of OS

Types of OSs

• Batch
  • Single CPU
  • User submits large number of tasks at one time: OS decides what to run and when
  • Back-to-back single tasking
• Time-Sharing
  • Multiple users connected to a single CPU
  • Many user terminals
  • 使用时间共享的方式同时「simultaneously」运行多个任务，让用户感觉有多个专用CPU在并行运行。

另一种分类方式

• Parallel
  • 多个CPU紧密耦合形成一台计算机
  • 更高的吞吐量和更好的容错性
  • 每个CPU可以运行批处理任务或分时多任务
• Distributed
  • 多个CPU通过网络松散地耦合在一起
• Real-time
  • 非常严格的响应时间要求
  • 周期性任务，每项任务的工作都有严格的截止日期

另一种分类方式

• Single Tasking System
  • 每个任务一旦启动，就会执行到最后，不受其他任务的干扰。
  • 简单实现：任务之间的顺序界限，以及资源访问。
  • 很少有安全风险
  • CPU和其他资源的利用率低
  • 例如：MS-DOS
• Multitasking System
  • 很复杂
  • 严重的安全问题：如何保护一个任务不受另一个任务的影响，因为它共享同一个内存块
  • 对系统资源的利用率高得多
  • 支持交互式用户/物理世界界面
  • 示例：Unix、Windows NT

Hardware Basics

操作系统和硬件紧密联系在一起，基础硬件资源

• CPU