操作系统(第四版)第一章课件ppt.ppt

共56页 第*页 操作系统的特性 (1)并发性：并发是指系统中存在着若干个逻辑上相互独立的程序，它们都已被启动执行，都还没有执行完，并竞争系统资源。 (2)共享性：是指系统中的资源可供系统中多个并发执行的进程共同使用。如打印机、磁带机、磁盘等。 支持系统并发性的物质基础是资源共享 共56页 第*页 操作系统的特性 (3)虚拟性：把共享资源的一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。如，CPU的分时共享；虚拟存储器技术。 (4)异步性（随机性）：有限的资源共享使并发进程之间产生相互制约关系。各个进程何时执行、何时暂停、以怎样的速度向前推进、什么时候完成等都是不可预知的。 共56页 第*页 1.4 操作系统的进一步发展 个人计算机操作系统 多处理机操作系统 网络操作系统 分布式操作系统 共56页 第*页 个人计算机操作系统 单用户单任务OS：只允许一个用户上机、只允许用户程序作为一个任务运行。如 MS-DOS。 单用户多任务OS：只允许一个用户上机，但允许用户有多个任务，并发执行。如Windows XP 多用户多任务OS：允许多个用户通过各自的终端，使用同一台主机，共享系统资源，每个用户又可有多个任务，并发执行。如UNIX、Linux。 共56页 第*页 多处理机操作系统 多处理机采用紧耦合方式进行连接，共享主存 非对称多处理(ASMP)：主处理机运行操作系统，其他处理机运行用户作业，主处理机为其他处理机分配和调度任务，主从模式。 对称多处理(SMP)：操作系统和用户程序可安排在任何一个处理机上运行，各处理机共享主存和各种I/O设备。 共56页 第*页 网络中的各台计算机都配有各自独立的操作系统，网络操作系统把它们联系起来，并为它们提供通信和网络资源共享。 Windows的自上而下的网络栈：网络应用程序、网络API、网络API驱动程序netbios.sys、协议驱动程序tcpip.sys 等。与I/O系统和标准API紧密地集成在一起。 网络操作系统 共56页 第*页 网络操作系统的模式： 客户/服务器（Client/Server)模式。服务器是一个瓶颈。 对等模式（Peer-to-peer)：系统内的节点机（nodes）是对等的，既可作为客户机，又可作为服务器。在网络中既无服务处理中心，也无控制中心。 共56页 第*页 分布式操作系统 分布式系统：是由多个分散的计算机通过网络连接而成的一个统一的计算机系统。可以获得极高的运算能力和广泛的数据共享。 要求连网的多机有一个统一的操作系统 没有标准协议。 完全分布式系统仍在研究中。 共56页 第*页 集群(cluster)是一种分布式系统。集群节点私有OS。有一层集群软件运行在集群节点之上。 单一 入口点 节点机 节点机 节点机 站点服务器 共56页 第*页 智能卡操作系统 智能卡中隐藏着一个微型操作系统。 智能卡中的集成电路包括：中央处理机、存储部件、对外联络的通信接口。 智能卡实际上是一台单片机系统。有非常严格的运行能耗和存储空间的限制（从几KB到几百KB)。 共56页 第*页 一种智能卡结构 CPU ROM 96K EEPROM 64K RAM 3K I/O异步通信 智能卡 读写器 读写器发操作命令，智能卡接收命令，操作系统解释命令，并调用程序处理数据，产生应答信息送读写器。 共56页 第*页 1.5 用户与操作系统接口 操作接口：命令语言或窗口界面是用户使用计算机系统的主要接口。 编程接口：系统调用是用户与操作系统之间的编程接口。 共56页 第*页 命令语言 操作系统提供一个命令解释程序来支持命令语言的解释执行。执行用户当前输入的命令。用户态。 Linux的1号进程为每个终端用户建立一个运行shell命令解释程序的终端进程，该进程不断地处理用户发来的命令。 共56页 第*页 窗口界面 系统初始化时，Windows为终端用户生成了一个运行Explorer.exe程序的进程，它是一个具有窗口界面的解释程序，打开一个桌面窗口。 当点击桌面内的某个实用程序时，解释程序就会产生一个新进程。该新进程也会弹出一个窗口，用户可以点击窗口内的子命令，当需要参数时，就会弹出一个对话框。 共56页 第*页 系统调用 系统调用就是操作系统内核提供的一些子程序。 操作系统内核向用户提供了一组系统调用接口。 用户通过系统调用接口，向操作系统提出资源请求或获得系统服务。 共56页 第*页 系统调用 现在的系统提供了非常多的库程序，用户编程时可使用库函数，而不必直接调用系统调用。 Windows系统提供的Win32 API函数集合，是一些库函数，由库函数去调用操作系统的系统调用。文档化，易使用。 共56页 第*页 系统调用的执行过程 用户程序