操作系统·概论.ppt

第一章 概论 第一章 概论 总结复习 主要内容 操作系统目标和作用 操作系统的发展历史 操作系统的基本特性 操作系统的结构设计 要点：设置操作系统的目的；操作系统的基本特性、功能。 1.操作系统两个最基本的特征是____和______，两者之间互为存在条件。 2.实时系统应具有的两个基本特征是_______和__________。 操作系统的总体框架 操作系统提供给用户的程序接口 系统调用：进程管理、存储管理、文件管理、设备管理。 交互命令 操作系统的构造模式 整体式内核（也称为宏内核、单内核）：在运行过程中是一个单独的内存映像，使一个独立的进程。 Linux 微内核：大部分内核模块都作为独立的进程，它们之间通过消息通信，在模块之间提供服务。 操作系统提供抽象的计算环境 流行OS结构 OS的构造模式P28 整体式内核：在运行过程中式一个单独的内存映像，是一个独立的进程。 微内核：大部分内核模块都作为独立的进程，进程间用消息通信，实现模块间的服务。内核本身是一个消息管理器。 Linux整体结构P37 单内核体系结构，采用模块接口法设计技术 Windows整体结构P38 改进型的微内核体系结构，采用面向对象设计技术 Linux操作系统的构成 内 核 Shell X-Window 应用程序 应用程序 内核（Kernel）是整个操作系统的核心，管理软硬件资源并控制整个计算机的运行，提供相应的硬件驱动程序、网络接口程序，管理所有应用程序的执行。 内核提供的都是操作系统最基本的功能，如果内核发生问题，整个计算机系统就可能会崩溃。 Linux内核的源代码主要用C语言编写，只有部分与驱动相关的部分用汇编语言Assembly编写。 分析和设计操作系统的几种观点 用户观点 这种观点主要是为刻画操作系统的功能而引入的，从用户的角度来观察操作系统，操作系统是个黑盒子，配置了操作系统的计算机与原来真实的物理计算机迥然不同，因为它提供了用户使用计算机的更方便手段,构造了一台虚拟机，采用的操作命令决定了虚拟机的功能。 操作系统应该提供给用户的基本功能如下： （1）创造用户需要的程序运行环境 （2）操作系统应配置各种子系统和程序库 （3）提供文件操作 （4）为用户提供方便使用的人-机接口 分析和设计操作系统的几种观点 资源管理观点 资源观点是从现代计算机系统角度考虑问题。计算机系统由硬件和软件两大部分组成，即：硬件和软件资源，这些资源都是非常宝贵的，按其性质可归为四大类：处理机、存储器、外部设备和文件(程序和数据)。这四类资源构成了操作系统本身和用户作业赖以活动的物质基础和工作环境。 研究资源管理是为了提高各种计算机资源的利用率，为用户提供一种使用计算机的简单、有效的方法。 研究资源管理要处理好如下几个方面的内容：记住资源的使用状态、确定资源的分配原则和调度原则、分配资源、收回资源。 分析和设计操作系统的几种观点 进程观点 通常我们把程序的一次执行过程叫做一个进程，在这一过程中，进程被创建、运行直至被撤消完成其使命。 从进程角度来分析操作系统，则所有进程的活动就构成了操作系统的当前行为，在每一个瞬间都有一棵进程家族树，它展示着操作系统行为主体的一个快照。 初始化 外部复位 用户中断 … 进 程 进程 A2 进程 A1 … 进程 B2 进程 B1 … … 进程 X2 进程 X1 系统数据结构 文件管理 数据结构 设备管理 数据结构 内存管理 数据结构 进程控制块 中断表 守护进程 demon 中断管理 操作系统中的进程 分析和设计操作系统的几种观点 模块分层观点 资源管理观点回答了整个操作系统是由哪几部分组成的，并且利用进程观点指明了这些资源管理程序在什么时候开始起作用，以及它们在执行过程中是如何相互联系的。从用户观点看，操作系统是一台虚拟机，操作系统在没有软件的裸机上运行，用户的各个进程在这种虚拟机上运行，并使用这个虚拟机提供的指令。 现在，我们要用模块分层观点讨论模块之间的关系或者说讨论如何形成操作系统的构架，如何安排连结这些程序模块才能构造一个结构简单清晰、逻辑正确、便于分析和实现的操作系统。 分析和设计操作系统的几种观点 模块分层观点 通常把与机器硬件直接有关的部分（如中断处理、处理机调度以及进程通信等）放在最内层； 把与用户关系密切的部分（如操作说明书解释、虚拟空间分配以及作业管理等）放在最外层； 把存储管理、文件管理放在中间层。 * * 第 1 章 概论 计算机与操作系统 计算机与操作系统的发展 存储程序式计算机的结构和特点 操作系统的基本概念 操作系统的定义及