1、OS服务和接口

即 OS服务、OS程序接口-系统调用、OS用户界面、系统程序

• OS服务

• 基本服务：OS以服务的形式向程序和用户提供执行程序的基本服务，包括用户界面、程序执行、IO操作、文件系统操作、通信、错误检测等。

• 增值服务：如资源分配、统计、保护和安全等。

• OS服务包含了三种形式
  系统调用、用户接口和系统程序

• 系统调用(是提供给程序的服务形式，大大简化程序员的编程工作，一般用c/c++等高级语言编写，可以供程序通过应用程序接口(API)访问,系统调用类似类中函数的实现部分，API只是函数声明，程序通过调用API执行系统调用的代码。系统调用在程序中无处不在，各种文件操作、屏幕输出、设备访问都需要调用系统调用)，三种常用APIs(Windows Win32 API、POSIX API(Mac os和Unix使用)以及JVM的Java Api)，调用API的本质就是进行一次系统调用。(所以需要从user态转换到kernel态)

• 用户接口和系统程序(提供给用户的服务形式)

  • 用户接口有 命令行接口 和 图形接口
    • 命令行接口-CLI，由内核或系统程序实现；一般有多种实现方式，也称为shells。其优点是简单、健壮、效率高。缺点是使用不方便、界面不美观。常见的比如Linux下的xshell.
    • 图形接口-GUI，以鼠标操作为主(或者触屏)。
    • 目前许多OS同时包含这两种用户接口。
  • 系统程序，用于管理、维护OS的程序。比如文件管理、设备管理、文本编辑等等。

2、OS结构

• 介绍OS的4种主要设计结构

• 简单结构、层次结构、微内核结构、模块化结构

• 微内核：让更少的代码运行在核心态，保证系统稳定性。缺点是会增加用户空间和内核空间通信的系统开销。解决办法是 提出消息传递机制。

• 模块化结构使用面向对象的方法，每个核心部件分开，任意两个模块都能通过接口调用，特定模块在需要时被加载到内核。

3、虚拟机

• 什么是虚拟机？

  • 是一种通过软件模拟实现，具有完整硬件系统功能，并运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。一般把物理计算机资源进行共享，用于创建若干个虚拟机。属于逻辑计算机。

• 三种虚拟机：java虚拟机、工作站虚拟机(比如Windows下的Guest)、服务器虚拟机。

  • 高级语言虚拟机，如jvm,主要功能是提供一个代码运行的容器，并模拟代码的执行，使得代码能够跨平台运行。jvm运行在os和jre之间，使得java程序本身和os无关。因此能够跨平台。但是不同OS需要不同的JVM，才能执行编译完成的字节码文件。

  • 工作站虚拟机，安装在硬件上的OS称为Host OS，安装在OS上的OS称作Guest OS。好处是在同一计算机上使用多个OS。比如建立多个Guest。比如VMWare Station。

  • 服务器虚拟机，将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的服务器虚拟机。 常见为一虚多和多虚一。

• 用户如何使用虚拟机？

  • 软件模式，比如登录服务器
  • 硬件模式，需要一个终端(通过网络和服务器虚拟机相连，比如之前华为的终端设备。)