操作系统1-2.ppt

处理器管理的第一项工作是处理中断事件，硬件只能发现中断事件，捕捉它并产生中断信号，但不能进行处理。配置了操作系统，就能对中断事件进行处理。 处理器管理的第二项工作是处理器调度。在单用户单任务的情况下，处理器仅为一个用户的一个任务所独占，处理器管理的工作十分简单。但在多道程序或多用户的情况下，组织多个作业或任务执行时，就要解决处理器的调度、分配和回收等问题。近年来设计出各种各样的多处理器系统，处理器管理就更加复杂。 一、处理机管理的功能 一、处理机管理的功能 主要任务： 是对处理机进行分配 对处理机运行进行有效的控制和管理 注：处理机的分配和运行以进程为基本单位，因此对处理机的管理可归结为对进程的管理。 功能 进程控制 进程同步 进程通信 调度 1.4 二、存储器管理的功能 主要任务 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 从逻辑上扩充内存 1.4 功能 内存分配 根据用户程序的需要给它分配存储器资源。 内存保护 把各个用户程序相互隔离起来互不干扰，更不允许用户程序访问操作系统的程序和数据，从而保护用户程序存放在存储器中的信息不被破坏。 地址映射 内存扩充（虚拟存储技术） 三、设备管理的功能 主要任务 完成用户提出的I/O请求 为用户分配I/O设备 提高I/O设备的利用率及速度 方便用户使用I/O设备 1.4 功能 缓冲管理 有效地缓和CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾。 设备分配 根据用户请求、系统现有资源、分配策略进行分配。 设备处理 设备处理程序首先检查I/O请求的合法性，了解设备状态是否空闲，了解相关的传递参数及设置设备的工作方式。然后，向设备控制器发出I/O命令，启动设备去完成指定的I/O操作。 上述三种管理是针对计算机硬件资源的管理。文件管理则是对系统的信息资源的管理。 在现代计算机中，通常把程序和数据以文件形式存储在外存储器上，供用户使用，这样，外存储器上保存了大量文件，对这些文件如不能采取良好的管理方式，就会导致混乱或破坏，造成严重后果。为此，在操作系统中配置了文件管理。 四、文件管理的功能 四、文件管理的功能 主要任务 对用户文件和系统文件进行管理 方便用户使用文件 保证文件的安全性 功能 文件存储空间的管理 目录管理 文件的读、写管理 文件的共享与保护 1.4 五、用户接口 主要任务 方便用户使用操作系统 功能 命令接口 程序接口（系统调用） 图形接口 1.4 操作系统是一种大型、复杂的并发系统，为了研制操作系统，首先必须研究它的结构。操作系统的结构设计有两层含义，一是研究操作系统程序的数据结构和控制结构；二是组成操作系统程序的构造过程和方法。采用不同的构件和构造方法可组成不同结构的操作系统。 1.5 操作系统的结构设计 操作系统的结构设计经历了以下几代： 传统的操作系统结构 无结构操作系统 模块化OS结构 分层式OS结构 现代操作系统结构 微内核的OS结构 返回目录 无结构操作系统 OS是由众多的过程直接构成，各过程之间可相互调用，但OS内容不存在任何结构，所以这种OS是无结构的，又称为整体系统结构，常被人们形容为“一锅粥”。 缺点： 既庞大又杂乱，缺乏清晰的程序结构；程序错误多，调试难、阅读难、理解难、维护难。 1.5 模块化操作系统结构 OS是采用“模块化程序设计”技术，按其功能划分为若干个独立的模块，管理相应的功能，同时规定好各模块之间的接口，以实现其交互，对较大模块又可按子功能进一步细分下去。所以这种OS称为模块化OS结构。 Linux（多用户、多任务OS） 1.5 优点 提高了OS设计的正确性、可理解性和可维护性 整个系统结构紧密，效率高。 增强了OS的可适用性 由于各模块都具有一定的独立功能，所以这种结构如同搭积木一般，便于根据不同的环境，选择不同的模块，生成满足不同要求的操作系统。这个过程通常称作系统生成；正因为这种结构如同积木一样，因此也便于扩充。当需要增加系统功能时，只要将新模块连入，即可达到扩充的目的。 加速了OS的开发过程 规定好各模块、子模块之间的接口关系后，就可由多人分头去完成它们的程序设计工作，随后逐一连接起来，形成一个完整的系统，这就可缩短操作系统的开发周期。 缺点： 1.在模拟接口结构中，系统短小精悍，各模块能随意调用，因此在它们之间形成了非常复杂的调用关系，互相依赖，毫无次序。 2.系统正确性难以保证。由于模块接口结构之间关系紧密，因此某一模块的错误会造成很大的影响面，错误在一个地方表现出来，但根源可能在别处，难以查找和消除。 3.