|操作系统概述-考研重难点总结

重难点答疑
试说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户之间的关系
操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件，它管理计算机的硬件和软件资源，并向用户提供良好的界面。操作系统与硬件紧密相关，它直接管理着硬件资源，为用户完成所有与硬件相关的操作，从而极大地方便了用户对硬件资源的使用，并提高了硬件资源的利用率。操作系统是一种特殊的系统软件，其他系统软件的运行在操作系统的基础之上，可获得操作系统提供的大量服务，也就是说，操作系统是其他系统软件和硬件的接口。而一般用户使用计算机除了需要操作系统支待外，还需要用到大量的其他系统软件和应用软件，以使其工作更加方便和高效。
操作系统具有哪些特征？它们之间有何关系
操作系统的特征有并发、共享、虚拟和异步性。它们的关系如下：

并发和共享是操作系统最基本的特征。为了提高计算机资源的利用率，操作系统必然要采用多道程序设计技术，使多个程序共享系统的资源，并发地执行。
并发和共享互为存在的条件。一方面，资源的共享以程序（进程）的并发执行为条件，若系统不允许程序并发执行，自然不存在资源的共享问题；另一方面，若系统不能对资源共享实施有效管理，协调好各个进程对共享资源的访问，也必将影响到程序的并发执行，甚至根本无法并发执行。
虚拟以并发和共享为前提条件。为了使并发进程能更方便、更有效地共享资源，操作系统经常采用多种虚拟技术在逻辑上增加CPU和设备的数晟以及存储器的容量，从而解决众多并发进程对有限的系统资游的竞争问题。
异步性是并发和共享的必然结果。操作系统允许多个并发进程共享资源、相互合作，使得每个进程的运行过程受到其他进程的制约，不再 “一气呵成＂，这必然导致异步性特征的产生。

并行性与并发性的区别和联系
并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生，并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

本文插图

在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内，宏观上有多个程序同时运行，但在单处理机系统中每个时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能分时地交替执行。若在计算机系统中有多个处理器，则这些可以并发执行的程序便被分配到多个处理器上，实现并行执行，即利用每个处理器来处理一个可并发执行的程序。
【|操作系统概述-考研重难点总结】特权指令与非特权指令
所谓特权指令，是指有特殊权限的指令，由于这类指令的权限最大，使用不当将导致整个系统崩溃，如清内存、设置时钟、分配系统资源、修改内存的段表或者修改用户的访问权限等。为保证系统安全，这类指令只能用于操作系统或其他系统软件，不直接提供给用户使用、特权指令必须在核心态下执行。
为了防止用户程序中使用特权指令，用户态下只能使用非特权指令，核心态下可以使用全部指令，在用户态下使用特权指令时，将产生中断以阻止用户使用特权指令。所以把用户程序放在用户态下运行，而操作系统中必须使用特权指令的那部分程序在核心态下运行，保证了计算机系统的安全可靠。丛男史浪转换为核心态的方式包括系统调用、中断、异常。