计算机操作系统第一章计算机操作系统概论详解.ppt

2. 模块化OS结构 模块化操作系统结构 (2)模块化OS的优缺点 优点： ①提高了OS设计的正确性、可理解性和可维护性。 ②增强了0S的可适应性。 ③加速了OS的开发过程。 缺点: ① 对模块的划分及对接口的规定要精确描述很困难。 ②从功能观点来划分模块时，未能将共享资源和独占资源加以区别； 3．分层式OS结构 使用分层系统结构包含若干layer（层）；其中，每一层实现一组基本概念以及与其相关的基本属性。 层与层之间的相互关系： - 所有各层的实现不依赖其以上各层所提供的概念及其属性，只依赖其直接下层所提供的概念及属性； - 每一层均对其上各层隐藏其下各层的存在。 操作系统层次化体系结构 应用程序 任务管理 硬 件 用户扩展处理 调度管理 硬件抽象层 应用编程接口 内存管理 中断管理 时钟/定时器管理 I/O管理 出错处理 同步、通信管理（消息队列，信号量，事件，异步信号)） DeltaCORE的体系结构：层次＋模块结构 分层次 模块化 Android操作系统体系结构 4.微内核OS结构 客户/服务器模式(Client-Server Model) 单机环境下的客户/服务器模式 4.微内核OS结构 所谓微内核技术，是指精心设计的、能实现现代OS核心功能的小型内核，它与一般的OS(程序)不同， 它更小更精炼，它不仅运行在核心态，而且开机后常驻内存， 它不会因内存紧张而被换出内存。 4.微内核OS结构 微内核所提供的功能: 操作系统的另一部分是内核，用来处理客户和服务器之间的通信， 即由内核来接收客户的请求，再将该请求送至相应的服务器；同时它也接收服务器的应答， 并将此应答回送给请求客户。 4.微内核OS结构 优点 提高了系统的可扩展性 增强了系统的可靠性 可移植性好 提供了对分布式系统的支持 缺点 运行效率有所降低： 消息传递开销+模式切换开销 1.5 当前主流操作系统简介 Windows Unix Linux 作业 1、6、8、10、11、15、16、17、18 1.2.5 实时操作系统 实时控制 工业控制，信息查询，军事控制，医疗控制，……. 实时信息处理 航班定票，联机情报检索，……. 所谓实时系统：是计算机及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致的运行。 1、多路性：能对多个对象进行控制。 2、独立性：独立运行，不混淆，不破坏。 3、交互性：仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。 4、可靠性：高可靠性，应具有过载防护能力。 5、及时性：不同的系统要求不一样，控制对象必须在截止时间内完成。 实时系统的特征 1.2.6 微机操作系统的发展 配置在微型机上的操作系统称为微机操作系统。分为三类： 1．单用户单任务操作系统 MS-DOS 2．单用户多任务操作系统 只允许一个用户上机，但允许用户把程序分为若干个任务，使它们并发执行，如Android，Rtems等嵌入式操作系统。 1.2.6 微机操作系统的发展 3．多用户多任务操作系统 允许多个用户通过各自的终端使用同一台机器，共享主机系统中的各种资源，而每个用户程序又可进一步分为几个任务，使它们能并发执行，从而可进一步提高资源利用率和系统吞吐量。 最有代表性的是UNIX OS, Windows 1.3操作系统的基本特性 现代OS的四个基本特征： 1、并发性 2、共享性 3、虚拟性 4、异步性 并发是最重要的特征，其它特征都以并发为前提。 1.3.1并发性 - 并行性：是指两个或多个事件在同一时刻发生。 - 并发性：是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内，宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替执行。 1.3.2 共享 共享：是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。 1、互斥共享方式： - 把在一段时间内只允许一个进程访问的资源，称为临界资源。 - 系统中的临界资源可以提供给多个进程使用，但一段时间内仅允许一个进程使用，称为互斥共享方式。 2、同时访问方式： 一段时间内，多个进程可以同时使用这个资源。 - 从微观上看，多个进程交替互斥地使用系统中的某个资源。例如磁盘。 1.3.2 共享 1.3.3 虚拟性 虚拟：是指通过某种技术把一个物理实体变为（映射为）若干个逻辑上的对应物，用于实现虚拟的技术称为虚拟技术。 虚拟处理机技术：分时实现 虚拟设备技术：SPOOLING技术（第五章） 虚拟磁盘技术 虚拟存储器技术：虚拟存储器（第四章） 1.3.4 异