2017-09-08 22:28:42 CCCrunner 阅读数 765
  • Windows Server 2008 R2 系统管理篇(理论+实战)

    本套教程是企业对外服务基础架构的重要组成部分,视频教程从初级到深入,环环相扣,一步一步渗透企业中的常见技术运用.对于企业网络中的基本核心架构的组成,精选了网络环境的管理、用户管理、共享文件系统的调试和管理,以及DHCP、DNS、Active Directory这几个常用的基础服务,并且对于全新出现的Server Core主机的部署与管理进行了详细介绍。

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  • 操作系统的设计目标: 方便性; 有效性;可扩充性;开放性;
  • 方便性和有效性是操作系统设计中最重要的两个目标。
  • 1990年后,开放性已成为新系统或软件能否被广泛应用的至关重要因素。
  • 操作系统的基本特征:并发性;共享性;虚拟性;异步性;
  • 并发性和共享性是多用户、多任务操作系统两个最基本特征。
  • 并发性是多用户、多任务操作系统最重要的特征。
  • 在OS基本特征中,异步性是指进程以人们不可预知的速度向前推进的。
  • 操作系统最基本类型:批处理系统;分时系统;实时系统。
  • 在操作系统基本类型中,可靠性是实时系统最重要的特征。
  • 操作系统的主要功能:处理机管理;存储及管理;文件管理;设备管理;用户接口。
  • 操作系统的用户接口:命令接口;程序接口;图形用户接口。
  • 在操作系统接口中,程序接口也称为系统调用。
  • 目前比较流行的操作系统:Windows; UNIX;Linux;
  • UNIX最本质的特征(英文缩写):OSI;
  • UNIX系统内核结构可分成两大部分:进程控制子系统;文件子系统。
  • 进程三种基本状态:就绪状态;执行状态;堵塞状态。
  • 进程所请求的一次I/O完成后,将使进程状态从堵塞状态变成就绪状态。
  • 操作系统中处于执行状态的进程时间片用完后,进程状态将转变成·就绪状态。
  • 操作系统中处于执行状态的进程提出I/O请求后,进程状态变成堵塞状态。
  • 进程三种基本状态中,就绪状态是指已分配到除CPU以外的所有必要资源。
  • 进程同步机制应遵循的准则:空闲让进;忙则等待;有限等待;让权等待。
  • 同步机制准则中,让权等待是指当进程不能进入自己的临界区时,应立即释放处理机。
  • 进程、文件、线程、在系统中存在唯一的标志(英文缩写):PCB ;FCB;TCB;
2020-02-20 22:08:09 weixin_43914604 阅读数 209
  • Windows Server 2008 R2 系统管理篇(理论+实战)

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  • 操作系统是一种系统软件,但与其它系统软件和应用软件有很大的不同,它有自己的特殊性,及基本特征。

在这里插入图片描述

1.并发

  • 并发:两个或多个事件在同一时间间隔内发生,这些事件在宏观上是同时发生的,在微观上是交替发生的, 操作系统的并发性指系统中同时存在着多个运行的程序
  • 并行:两个或多个事件在同一时刻发生
  • 一个单核(CPU)同一时刻只能执行一个程序,因此操作系统会协调多个程序使他们交替进行(这些程序在宏观上是同时发生的,在微观上是交替进行的)
  • 操作系统是伴随着“多道程序技术出现的”,因此操作系统和并发是一同诞生的
  • 在如今的计算机中,一般都是多核cpu的,即在同一时刻可以并行执行多个程序,比如我的计算机是8核的,我的计算机可以在同一时刻并行执行8个程序,但是事实上我们计算机执行的程序并不止8个,因此并发技术是必须存在的,并发性必不可少。
    在这里插入图片描述

2.共享

  • 资源共享即共享,是指系统中的资源可以供内存中多个并发执行的进程共同使用
  • 共享分为两类:互斥共享和同时共享

(1)互斥共享

  • 计算机中的某个资源在一段时间内只能允许一个进程访问,别的进程没有使用权
  • 临界资源(独占资源):在一段时间内只允许一个进程访问的资源,计算机中大多数物理设备及某些软件中的栈、变量和表格都属于临界资源,它们被要求互斥共享
  • 举个例子:比如QQ和微信视频。同一段时间内摄像头只能分配给其中一个进程

(2)同时共享

  • 计算机中的某个资源在在一段时间内可以同时允许多个进程访问
  • 同时共享通常要求一个请求分为几个时间片段间隔的完成,即交替进行,“分时共享”
  • 这里的同时指在宏观上是同时的,在微观上是交替进行访问的,只是cpu处理速度很快,我们感觉不到,在宏观上感觉是在同时进行
  • 举个例子:比如QQ在发送文件A,微信在发送文件B,宏观上两个进程A和B都在访问磁盘,在我们看来是同时进行的,但是在微观上两个进程A和B是交替进行访问磁盘的,只是时间太短,cpu处理速度太快,我们感觉不到。
  • 注意:有时候多个进程可能真的是在同时进行资源访问,比如玩游戏时可以放音乐,游戏声音和音乐声音都能听见

(3)并发性和共享性互为存在条件

在这里插入图片描述

3.虚拟

多道程序设计:是指在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序,使它们在管理程序控制之下,相互穿插的运行。 两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始到结束之间的状态。这就称为多道程序设计。多道程序技术运行的特征:多道、宏观上并行、微观上串行。

  • 虚拟是把一个物理上的实体变为若干逻辑上的对应物。
  • 物理实体(前者)是实际存在的;而后者是虚的,是用户感觉上的事务
  • 虚拟技术:用于实现虚拟的技术
  • 虚拟处理器(CPU):通过多道程序设计技术,采用让多道程序并发执行的方法,分时来使用一个CPU,实际物理上只有一个CPU,但是用户感觉到有多个CPU
  • 虚拟存储器:从逻辑上扩充存储器容量,用户感觉到的但实际不存在的存储器
  • 虚拟设备:将一台物理设备虚拟为逻辑上的多台设备,使多个用户在同一时间段内访问同一台设备,即同时共享,用户宏观上感觉是同时的,但实际上是微观交替访问同一台设备的
  • 操作系统的虚拟技术科归纳为:
    • 时分复用技术:如处理器的分时共享
    • 空间复用技术:如虚拟存储器
      在这里插入图片描述

4.异步

  • 异步:多道程序环境允许多个程序并发执行,但由于资源有限,如cpu只有一个,进程的执行并不是一贯到底的,而是走走停停的,它以不可预知的速度向前推进。
  • 比如A进程正在占用CPU计算,B进程这时也想占用CPU计算,B进程只有等,等A进程算完了,A进程去访问磁盘资源了,这时B进程再占用CPU进行计算,B进程还没计算完,A进程从磁盘取出资源了,A进程发现B这时在占用CPU,这时A进程就需要等待,等B算完后再继续到CPU中进行计算。由于每个进程占用资源的时间不固定,所以进程的执行以不可预知的速度前进

参考:《2021王道操作系统考研》
bilibili: https://www.bilibili.com/video/av70156862?p=2

2013-10-09 16:52:20 leimengyuanlian 阅读数 1421
  • Windows Server 2008 R2 系统管理篇(理论+实战)

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概念


   操作系统是控制和管理计算机系统各种硬件和软件资源,合理有效地组织计算机系统工作流程,控制程序的执行,为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口.


特征


  并发性

    并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序同时运行,但在微观上某一时刻仍然是这些程序分时的交替运   行。

  共享性

    共享性是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的程序共同使用,这些资源通常称为共享资源。

  虚拟性

    所谓虚拟是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物,物理实体是实实在在存在的而后   者是虚拟的,仅是用户感觉到的。常用的虚拟技术主要包括时分复用技术和空分复用技术。

  异步性

    所谓异步性是指进程是以不可预知的速度向前推进,不管程序如何运行、什么时候运行但运行的结果都是   相同的。所以异步也就是多进程程序运行的方式、顺序、时间不同但得到相同的结果,此过程即异步。


功能


  处理机管理

    处理机管理的主要功能是创建和撤销进程,对进程的运行进行协调,实现进程之间的信息交换,以及按照   一定的算法把处理机分配给进程。

  文件管理

    文件管理主要任务是对用户文件和系统文件进行管理,并保证文件的安全性。文件管理具有对文件存储空   间管理、目录管理、文件的读写管理及文件的共享和保护等功能。

  存储器管理

    存储器管理的主要任务是为多道程序的运行提供良好的环境,方便用户使用存储器,提高存储器的利用率   及能从逻辑上扩充内存。存储器管理具有内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充等功能

  设备管理

    设备管理用于管理计算机系统所有的外围设备,主要有完成用户进程提出的I/O请求、为用户进程分配其所   需的I/O设备、提高cpuI/O速度。

 

操作系统分类


  批处理操作系统

    批处理是指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预,由操作系统控制它们自动运行。这种采用批量   处理作业技术的操作系统称为批处理操作系统;批处理操作系统不具有交互性,它是为了提高CPU的利用率而   提出的一种操作系统。

    单道批处理操作系统

   早期由于计算机系统非常昂贵,为了能充分的利用它,尽量让该系统连续运行,以减少空闲时间。为此,通常是把一批作业以脱机的方式输入到磁带上,并在系统中配上监督程序,在它的控制下使这批作业能一个接一个的连续处理。其自动处理过程是:有监督程序将磁带上的第一个作业装入内存,并把运行控制权交给该作业。当该作业处理完成时,又把控制权交还给监督程序,再由监督程序把磁带上的第二个作业调入内存。计算机系统就这样一个作业一个作业的自动处理,直至磁带上的作业全部处理完成为止。


单道批处理操作系统的特征

 自动性:无需人工干预,磁带上的作业自动地逐个运行。

 顺序性:磁带上的作业顺序进入内存,各道作业的完成顺序与他们进入内存的顺序完全相同。

 单道性:内存中有且仅有一道程序运行,当该程序完成或发生异常情况时,才换入后继程序进入内存。


多道批处理操作系统

    在单批道处理系统中,内存中有且仅有一道作业,它无法充分利用系统中的所有资源(cpu资源、内存资源、I/O资源),所以为了提高资源利用率,增加系统的吞吐量引入了多批道处理系统。

多批到处理系统的优缺点:资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互护能力。

多批道处理系统需要解决的问题

   处理机调度(管理)问题:在多道批处理系统中如何满足多道程序共享cpu,又能保证cpu的利用率?

   内存(存储)管理问题:如何给多道程序合理分配内存,防止互相重叠而导致信息丢失及在程序异常的    情况下不会影响其他程序?

   I/O设备管理问题:如何将多类型I/O设备分配给多道程序共享,既方便用户对外设的使用,又提        高I/O设备的利用率?

   文件管理问题:如何组织程序和数据,方便用户的使用,又能保证安全性和一致性?

   作业管理问题:面对多类型、要求系统响应时间不同的各种作业,如何合理组织这些作业供系统调度?


  分时操作系统

       分时操作系统是一种联机的多用户交互式操作系统,每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作     控制命令,完成作业的运行。分时是指把处理机的     运行时间分成很短的时间片,按时间片轮流把处     理机分配给各联机作业使用。分时操作系统为多用户提供了共享计算机资源,达到了共享主机的效果,同     时实现了人机交互。

      分时系统的特征:多路性、及时性、独立性、交互性。 

  实时操作系统

      一个能够在指定或者确定的时间内完成系统功能以及对外部或内部事件在同步或异步时间内做出响应     的系统,实时意思就是对响应时间有严格要求,要以     足够快的速度进行处理.分为硬实时和软实时两       种。

     实时系统的特征

        在分时系统的基础上,实时系统更要求可靠性,一般体现在系统安全性和数据安全性两方面。


  嵌入式操作系统

      一种运行在嵌入式智能芯片环境中,对整个智能芯片以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行     统一协调、处理、指挥和控制的系统软件。


  网络操作系统

      一种在通常操作系统功能的基础上提供网络通信和网络服务功能的操作系统。


  分布式操作系统

      一种以计算机网络为基础的,将物理上分布的具有自治功能的数据处理系统或计算机系统互联起来的操   作系统。分布式系统中各台计算机无主次之分,系     统中若干台计算机可以并行运行同一个程序,分     布式操作系统用于管理分布式系统资源。

2019-10-18 10:36:00 redRnt 阅读数 191
  • Windows Server 2008 R2 系统管理篇(理论+实战)

    本套教程是企业对外服务基础架构的重要组成部分,视频教程从初级到深入,环环相扣,一步一步渗透企业中的常见技术运用.对于企业网络中的基本核心架构的组成,精选了网络环境的管理、用户管理、共享文件系统的调试和管理,以及DHCP、DNS、Active Directory这几个常用的基础服务,并且对于全新出现的Server Core主机的部署与管理进行了详细介绍。

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在开篇我们提到过,操作系统的工作就相当于管理者的工作。操作系统是一种系统软件,它的任务是控制和管理计算机系统中的资源(包括硬件和软件资源)。控制是说系统要合理的组织和调度计算机的工作和资源的分配并且提供给用户和其他软件方便的接口环境。操作系统不是单一的程序,它是一个程序集合。

操作系统的特征

操作系统是一种系统软件,主要的特点有并发性,共享性,虚拟性,不确定性。 - 并发性。并发性是指两个或者两个以上的事物在同一时间间隔发生。(与之相似的概念还有并行,它指的是两个或两个事物在同一时刻发生。)这个暂时不在这里说太多,待会后面会详细解释二者的区别。 - 共享性。是指系统中的资源可以供多个程序共同使用。比如一个公共的变量,表格等。这类资源通常有两种访问的方式。一种叫互斥访问,举个例子,目前我们只有一台打印机,但是有ABC三个进程要使用它,那么不可能同时进行打印操作,所以我们只有等A打印完*(假如是ABC依次到达打印请求),空出打印机,这个时候B才能进行。同理C也是这样。另外一种叫同时访问。举个例子,在候车厅上面的列车时刻安排表,我们每个人都可以同时看上面的数据,因为我们同时阅读上面的信息的过程我们并没有改变其中的内容。即对文件不会产生任何的影响。 - 虚拟性。虚拟就是让用户感觉有,但是实际上并不存在的事物。这是一门技术,以空间换取时间的技术。这种技术在操作系统中应用广泛,尤其是在内存管理和I/O管理这一块内容。这个比较抽象,具体的我们学到再说。 - 异步性。也称不确定性,是指程序的运行行为是不可预知的。因为它总是走走停停,我们无法得知它何时运行,何时暂停,推进速度如何等等问题。那么为什么会产生这个问题呢?我们也待会再说。
在这些基本特征中程序的并发性和共享性是操作系统的最基本的特征。同时它们也是进程管理内容中要解决的重点问题。

如何使用操作系统?

为了方便用户使用操作系统,操作系统提供了用户与操作系统的接口。该接口分为命令接口与程序接口。(挺重要的) 1. 命令接口:这个接口的目的是为了方便用户控制自己的作业。主要分为联机命令接口,脱机命令接口,图形用户界面接口。 - 联机命令接口:输入一条命令,执行一条命令 - 脱机命令接口:输入一批命令,执行一批命令 - 用户图形界面接口:这个好解释,window这种点击图形进行操作的界面 2. 程序接口:又称系统调用,是系统提供的给应用程序使用内核功能的接口。它是用户取得操作系统服务的唯一途径。

计算机系统的分类

批处理系统

批处理操作是指用户将作业成批的输入到计算机中,然后在操作系统的控制下,用户的作业自动进行。为了熟悉这个东西,我们先举个实际的例子,在window中我们可以将要计算机执行的操作命令写到一个文件中,如图:
在这里插入图片描述
这里有四条命令,具体干嘛的大家都知道。对应的文件格式为bat:
在这里插入图片描述
操作系统执行的时候是将他们一同送入计算机,而不是一条一条送入,然后自动按顺序执行这些语句。使用这种处理方式的系统我们称为批处理操作系统 而批处理系统也分为两种形式:

  1. 单道批处理操作系统:这种操作系统将一系列的作业存入磁盘当中,每个作业称为一道。处理的过程是将一个作业调入内存,待处理完毕后再将第二个作业调入运行。因此这样的程序按顺序执行,并且内存中一直只有一个作业。
  2. 多道批处理操作系统:为了提高系统的吞吐量,和CPU的利用率。设计了多道批处理操作系统。处理过程为:磁盘中的作业,有作业调度程序按一定的方法调入内存,并由系统建立进程,在操作系统的管理下,各个程序交替执行(注意这四个字,交替执行!!!并不是一同执行,也不是等其中一个执行完再执行)。
    并发与并行
    虽然这个内容考试不是特别热门的,但是我们必须理解,因为接下来的内容都贯穿了这里的知识。尤其是多道处理操作系统,是我们研究的主要对象。下面来看一道教材的课后题(时序时间图,是一种以程序各个运行阶段的时间图为横坐标,以程序为纵坐标回执的一种反映程序运行耗时的图,也叫甘特图):
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

从图中我们可以看出,程序是先执行了A再执行B最后执行C的。这个时候ABC是顺序执行的。 再来看第二个问题:

在这里插入图片描述
我们可以看到,ABC是交替进行的,就是说,在A程序的某个运行阶段,B程序也参与了进来。 回顾一下我们关于并发与并行的定义: 并发:是指两个或者两个以上的事物在同一时间间隔发生。从图中我们看到0—60这段时间间隔内,即有A在执行,也有B的执行(发生)。所以A,B是并发执行的。(注意,这里的执行指的是在CPU上的执行,0-20期间是A在使用CPU进行计算,20 - 50是B在CPU中执行计算,此时C在使用I/O设备,并没有使用CPU,50 -60又是A在使用CPU。所以A和B轮流交替使用CPU。这种现象称为并发,对应的发生的时间段是不一样的) 并行:它指的是两个或两个事物在同一时刻发生。从图中看出20-50期间,AB程序都在执行,这样的现象是并行(对应发生的时间段是相同的)。这样一来就好理解了。 因此,多道的程序设计又可以简单描述为:宏观上并行,微观上并发执行。。但是这里也可以看出,多道程序因为道数的增加,需要增加额外的开销来组织作业的调度与切换。 批处理系统的缺点:用户不能了解自己的程序运行情况,不允许用户与计算机直接交互。

分时操作系统

这种技术,将处理器的运行时间分成很短的时间片,按时间片轮流把处理器分配给各联机作业使用。若不能再时间片内完成作业,那么就把处理机让出,暂时停止作业。对比批处理系统,分时的最大区别在于实现了计算机与用户的交互。但是由于时间片的数目,用户较多的时候,反而响应的时间会变长。

实时操作系统

当遇到某些紧急任务的时候,却不能按时间片的顺序来处理,因此必须使得一些任务在极短的时间内做出响应。这种操作系统要求具有很高的即时性。比如银行管理系统,订票系统,导弹系统等等。
实际上,后面我们要学习的调度算法,也是跟上述的操作系统类型密切相关的,因此初略了解一下这种东西还是很有必要的。

主要掌握:

  1. 操作系统的类型有哪些
  2. 各类操作系统的主要特点(优缺点)
  3. 会画甘特图分析并发程序运行的时间(毕竟喜欢考选择题)。
2017-06-20 09:59:01 misayaaaaa 阅读数 6417
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操作系统的概念

操作系统(Operating System, OS):是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理地组织调度计算机的工作和资源分配,以提供给用户和其他软件方便的接口和环境的软件集合。

操作系统的四个特征:并发、共享、虚拟、异步

  1. 并发性(Concurrence):并发是指两个或多个时间在同一时间间隔内发生。操作系统的并发性是指操作系统中同时存在多个运行着的程序。引入进程的目的是使程序能够并发执行。并发和共享是操作系统最基本的两个特征。
    并发(同一时间间隔),并行(同一时刻)。并发是指一段时间内,宏观上有多道程序在同时执行。并行是指在每一时刻,单处理器的环境下实际仅能有一道程序执行。并行性需要硬件的条件支撑,例如:多流程或是多处理器

  2. 共享(Sharing):资源共享即共享,是指系统中的资源可供内存中的多个并发执行的进程共同使用,可以分为两种资源共享方式:
    1:互斥共享方式:一段时间内仅允许一个进程访问该资源,这样的资源被称为临界资源或是独占资源,例如打印机等等
    2:同时访问方式:一段时间内允许多个进程访问该资源,只是一个请求分几个时间片间隔完成的效果和连续完成的效果相同,例如磁盘设备等等

  3. 虚拟(Virtual):指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物,有时分复用技术:处理器的分时共享,空分复用技术:虚拟存储器

  4. 异步(Asynchronism):在多道程序环境下,允许多个程序并发执行,但是由于资源有限,进程的执行不一定是连贯到底,而是走走停停。

直观的理解操作系统

用户是雇主,操作系统是工人,计算机是机器(由处理器、存储器、设备、文件等几个部件构成)

处理器管理:在多道程序的情况下,处理器的分配和运行都以进程(或线程)为基本单位,因而对处理器的管理可以分配为对进程的管理
存储器管理:包括内存分配、地址映射、内存保护等等
文件管理:计算机中的信息都是以文件的形式存在的,操作系统中负责文件管理的部分被称为文件系统,文件管理包括文件存储空间的管理、目录管理和读写保护等等
设备管理:主要任务是完成用户的I/O请求,包括缓冲管理、设备分配、虚拟设备等等

操作系统的体系结构:大内核与微内核

大内核:将操作系统的主要功能模块都作为一个紧密联系的整体运行在核心态,从而为应用提供高性能的系统服务,各管理模块之间共享信息,相互交互,性能优势非常明显,更高效

微内核:有效的分离了内核与服务,服务与服务,使得接口更清晰,维护代价大大降低,各部分可以独立优化与演进,保证了操作系统的可靠性

操作系统的运行机制

在计算机系统中,CPU通常执行两种不同性质的程序:1:操作系统内核程序;2:用户程序或是系统之外的应用程序。前者是后者的管理者。操作系统分为用户态和核心态以区分这两种程序。

核心态

1:与硬件关联紧密的模块:时钟管理、中断处理、设备驱动等
2:运行频率较高的程序:进程管理、存储器管理、设备管理等
这两部分构成了操作系统的内核,内核是计算机上的底层软件,而这部分的软件也就工作在核心态

操作系统的系统内核

主要包含四个方面:

  • 时钟管理:计时、通过时钟中断实现进程切换
  • 中断机制:提高多道程序运行环境中的CPU使用率(中断机制中只有一小部分属于内核)
  • 原语:底层可被调用的公用小程序(定义方法:关闭中断,让所有动作一气呵成,再打开中断)
  • 系统控制的数据结构及处理:为实现有效的管理定义的一些基本操作:核心态的三种管理方式

综上:核心态指的是包括系统调用类指令和一些针对时钟、中断和原语的操作指令。

中断和异常

操作系统在发展的过程中,就是不断地提高资源利用率的过程,那就是说在程序并未使用某种资源时,把它对那种资源的占有权释放,这个行为就要通过中断来实现。

中断(外中断)

指来自CPU执行指令以外的事件发生,如:设备发出的I/O结束中断,表示设备输入/输出已结束。这类中断与当前程序无关,来源于本身以外。

异常(内中断/陷入)

指源自于CPU执行指令内部的事件,如:程序自身的非法操作码、地址越界、算术溢出、或是专门的陷入指令。对异常的处理一般要依赖于当前程序的运行现场,且异常不能被屏蔽,必须立即处理。

系统调用

所谓系统调用指的是用户在程序种地啊用操作系统所提供的一些子功能,大致分为一下几类:

  • 设备管理:设备的请求与释放
  • 文件管理:文件的读写、创建。删除等
  • 进程控制:进程的创建、删除、撤销、阻塞等
  • 进程通信:进程之间的消息传递和信号传递
  • 内存管理:完成内存的分配,回收等

综上:操作系统的运行环境可以理解为:用户通过操作系统运行上层程序,而上层程序依赖于操作系统的底层管理,当需要底层的服务支持时,系统通过硬件中断机制进入核心态,运行管理程序。

操作系统02

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