首頁 > 新聞資訊 在介紹操作系統(tǒng)之前，先說明一下為什么需要操作系統(tǒng)。在進(jìn)行軟件編程時(shí)需要對硬件進(jìn)行控制，例如輸入設(shè)備、輸出設(shè)備及存儲設(shè)備。如果沒有操作系統(tǒng)程序員不僅需要編程的知識還要了解硬件，這么多的硬件會很耗費(fèi)時(shí)間和精力。操作系統(tǒng)提供了對各種硬件的抽象，使得程序員就像控制水管的“水龍頭”的開關(guān)一樣，不必去關(guān)心到底水是怎么運(yùn)送過來的“管道”。這樣就可以極大的提高編程效率。
那么操作系統(tǒng)都有什么組成呢？主要有進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、輸入輸出設(shè)備驅(qū)動、網(wǎng)絡(luò)通信、安全管理及圖形界面。
進(jìn)程管理
進(jìn)程是操作系統(tǒng)處理各種活動，例如用戶應(yīng)用程序和系統(tǒng)應(yīng)用程序。進(jìn)程管理就是把所有的執(zhí)行內(nèi)容抽象為流程，建立任務(wù)列表，設(shè)置獨(dú)立的存儲空間，多進(jìn)程的并發(fā)處理等等。
內(nèi)存管理
程序和數(shù)據(jù)都存儲在內(nèi)存中內(nèi)存管理需要考慮如何組織進(jìn)程的內(nèi)存，也需要支持
在進(jìn)程之間共享數(shù)據(jù)。
文件系統(tǒng)
文件就是大量信息的抽象描述。文件系統(tǒng)包括輔助存儲器進(jìn)行創(chuàng)建、刪除、復(fù)制和粘貼等標(biāo)準(zhǔn)操作，也包括搜索、備份等高級操作。
輸入輸出
如前所述，對輸入輸出的操作需要了解特定設(shè)備相關(guān)知識及設(shè)備驅(qū)動程序和標(biāo)準(zhǔn)接口。
不同的組件相互關(guān)聯(lián) ，如何組織所有組件就顯得沒有那么簡單。另一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的軟件工程問題是可靠性、向后兼容性、可擴(kuò)展性、可移植性。
統(tǒng)一的操作系統(tǒng)中單個(gè)程序包含所有內(nèi)核代碼并提供所有操作系統(tǒng)服務(wù)，這就使得便攜性較差且難以維護(hù)，一個(gè)小的錯(cuò)誤會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰！例如Unix和Linux操作系統(tǒng)。
最小內(nèi)核系統(tǒng)簡化了內(nèi)核設(shè)計(jì)（僅限特權(quán)模式）用戶空間（可能有特權(quán)，但通常沒有特權(quán)），這使得快速開發(fā)、單元測試、易于維護(hù)。存在的問題是內(nèi)存占用多，頻繁的上下文切換和進(jìn)程間通信，不易實(shí)施。
總的來說統(tǒng)一的操作系統(tǒng)具有更好的性能，微內(nèi)核操作系統(tǒng)具有更好的模塊性和可擴(kuò)展性但模式切換成本高?，F(xiàn)代（大多數(shù)商業(yè)）操作系統(tǒng)采用混合方法，內(nèi)核盡可能小，但大多數(shù)服務(wù)器都在特權(quán)內(nèi)核空間中運(yùn)行。例如Windows NT，XNU（OS X）。
操作系統(tǒng)的種類
網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)，允許并方便文件共享和硬件訪問，在局域網(wǎng)（常見于企業(yè)環(huán)境）比單計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)更多的功能，如：更多的通信。典型的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有Routers OS (Cisco IOS)
分布式操作系統(tǒng)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)“核心”（微內(nèi)核加上與其他節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)的服務(wù)組件），各個(gè)節(jié)點(diǎn)共同完成操作系統(tǒng)的所有功能，單個(gè)節(jié)點(diǎn)可以完全訪問所有系統(tǒng)資源。存在復(fù)雜的調(diào)度和并行性，用戶不知道哪個(gè)節(jié)點(diǎn)正在執(zhí)行程序，也不知道文件的物理位置——所有這些都由操作系統(tǒng)自動處理。
實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，專用于滿足特定時(shí)間限制的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。又分為硬實(shí)時(shí)（確保關(guān)鍵任務(wù)按時(shí)完成）和軟實(shí)時(shí)（超過最后時(shí)限仍然值得完成任務(wù)），需要高級調(diào)度和內(nèi)存分配。
可預(yù)測性和確定性，速度更重要，通常通過簡化的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，有時(shí)以可預(yù)測性和確定性為代價(jià)。足夠快地做正確的事情，優(yōu)先級可以由用戶動態(tài)調(diào)整。故障安全，并不是簡單地關(guān)閉所有設(shè)備。主要應(yīng)用在機(jī)器人、飛機(jī)控制…
嵌入式操作系統(tǒng)，與實(shí)時(shí)操作并不完全相同，但大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)都是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，都需要滿足時(shí)間限制。在本文中暫不區(qū)分實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)，兩個(gè)概念可以互換使用。
嵌入式系統(tǒng)RTOS與大循環(huán)模式
大循環(huán)模式易于實(shí)現(xiàn)，符和嵌入式的計(jì)算模型。依賴中斷服務(wù)程序（ISR），需要保持ISR之間的同步，可預(yù)測性差（嵌套ISR）和可擴(kuò)展性差，ISR或大循環(huán)的的改變會波及整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
RTOS模式，將所有請求都封裝到任務(wù)中，并根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)度，更好的程序流程和事件響應(yīng)，多任務(wù)處理。相對簡潔的中斷服務(wù)程序（ISR），因此具有確定性。更好的溝通，更好的資源管理。
Keil公司 RTX，支持ARM Cortex-M內(nèi)核的全面的RTOS，包含調(diào)度表/互斥量/事件/信號量/郵箱…
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