UNIX操作系统-广西大学计算机与电子信息学院.ppt

UNIX操作系统 主讲：陈笑蓉 贵州大学计算机科学与技术学院 UNIX操作系统是一个功能很强而且是十分灵活的操作系统和计算机环境 ； 是使用非常方便的软件开发环境； 是当代最有代表性的多用户多任务分时系统。 主要内容 UNIX操作系统的发展和特点 UNIX的系统结构 UNIX进程管理 进程调度 进程通信 UNIX存储管理 UNIX设备管理 UNIX操作系统的文件管理 9.1 UNIX操作系统的发展和特点 20世纪60～70年代，ATT的Bell实验室的Ken Thompson和Dennis Ritchie(1983 ACM TURING AWARD); C语言的诞生，为了写UNIX 1978年UNIX V7产生,1982年UNIX System III（V7+PWB+UNIX/RT） 1978年Berkeley分校发布3BSD（虚拟存储器支持、按需分页支持），1979年4BSD（internet支持），1993年4.4BSD（新文件系统） UNIX标准化 80年代UNIX版本的剧增以及各种UNIX版本之间的差别不断扩大导致了许多用户（例如美国政府）要求对其标准化，以增强各种应用程序在这些UNIX操作系统之间的可移植性。 其中几个重要的标准包括：ANSI C、IEEE POSIX以及X/Open XPG。所有这些标准只是界面的规格说明（例如，网络界面，进程间的通信，系统管理等），而具体实施则留给制造商。 UNIX的基本特点 多用户多任务的分时系统 良好的界面 可移植性强 配置灵活 具有一个可装卸的分层树型结构文件系统 安全机制完善 丰富的网络功能 UNIX 的界面 UNIX有两种界面，一个是命令控制界面，一个是编程界面。 命令控制界面是通过Shell提供给用户使用。 编程界面是UNIX系统的系统调用以标准实用子程序形式提供给用户编程中使用，从而减少用户程序设计和编程难度，节省用户的程序设计和编程时间。 基本命令控制界面包括： 系统访问命令，例如 login ，logout 等。 编辑和文件管理命令，例如 vi ,emacs , cp ,rm 和ls 等。 编程、链接命令，例如 cc , link 等。 维护、管理命令，例如 adduser , chown 等 调试命令，例如 dbx 等。 记帐、日期等命令，例如 date 等。 网络通信命令，例如 mailx 等。 特殊命令包括 ： 后台命令“” 文件名生成符号“*”和“？” 输入输出重定向符号“＜”、“＞”和“＞＞” 管道命令 “∣” 编程界面： 文件操作类：open();fopen();write();read();close();fclose() 进程控制类: fork();wait();kill();signal();pipe();sleep(); 信号与时间类:time();stime();date(); 具体使用请用man 帮助。如man fopen 9.2 UNIX的系统结构 UNIX系统结构分为三层： 最内层是UNIX操作系统核心，它包括文件控制系统和进程控制系统两大部分。 中间层是shelll命令解释层、实用程序、库函数。该层中的shell解释程序是用户和UNIX操作系统的界面。 最外层是用户程序，包括许多应用软件。UNIX的系统结构如下图（ 9-2） 所示 UNIX 系统核心的体系结构 在UNIX操作系统的核心部分有两个子系统： 文件子系统 进程控制子系统 核外程序通过引用两组被明确定义的系统调用与核心交往，其中一组用于与文件系统的交互作用，另一组与进程控制子系统的交互作用。如图9 －3 所示.。 系统调用接口 ： 系统调用接口是操作系统提供给编程人员的接口。编程人员通过系统调用使用操作系统内核提供的各种功能。 系统调用的执行不同于一般用户程序的执行。系统调用执行是在核心态下执行系统子程序，而用户程序则是在用户态下执行。 UNIX的系统调用由一条访管指令———陷阱或陷阱指令实现（trap）。 该指令是一条机器指令，其操作数部分对应于系统调用的编号。 另外，在系统中有一张系统调入口表，用来指示各系统调用处理程序的入口地址。 文件子系统 文件管理 ：用于为文件分配存储空间，管理空闲盘块，控制对文件的存取，以及为用户检索数据。 高速缓冲机制 ：缓冲机制与I/O设备驱动程序间交互作用，以控制各种外设到核心的数据传送和核心到外设的数据传送。 设备驱动程序 ：用以控制I/O 设备进行操作的核心模块 进程控制子系统 进程控制：fork，exec，exit，… 进程通信 ：原语，软中断，管道，socket，… 存储器管理：采用了段页存储管理方式; 进程调度：多级反馈轮转调度算法。