操作系统引论.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 北京交通大学计算机学院 设备处理 主要任务 实现CPU和设备控制器间通信 设备处理过程 I/O请求提出 I/O请求合法性检查 了解设备状态 传递相关参数并设置设备工作方式 通道程序自动构成 发出I/O指令和启动I/O设备 及时响应中断请求 * * 北京交通大学计算机学院 1.6 操作系统的功能与特征 1.6.1 处理机管理功能 1.6.2 存储器管理功能 1.6.3 设备管理功能 1.6.4 文件管理功能 1.6.5 操作系统的特征 * * 北京交通大学计算机学院 文件存储空间管理 主要任务 使每个文件各得其所 提高外存空间利用率 提高外存访问速度 文件存储空间管理机制 存储空间管理用数据结构 存储空间分配与回收功能 连续/离散分配方式 以盘块/簇为基本分配单位 * * 北京交通大学计算机学院 目录管理 主要任务 实现文件的按名存取 提高文件查找速度 支持文件重名、共享与保护 目录管理机制 文件控制块与索引结点 目录结构 目录检索手段 * * 北京交通大学计算机学院 文件的读写管理和存取控制 文件的读写管理 从外存中读取数据或将数据写入外存 目录检索-外存地址-读写指针-读写操作 文件描述符表和文件表 文件的存取控制 防止未经核准的用户存取文件 防止冒名顶替存取文件 防止以不正确的方式使用文件 系统级/用户级/文件级存取控制 * * 北京交通大学计算机学院 作业题 1.7 谈谈你对操作系统应当具备的资源管理功能（包括所引入的核心概念）的认识与理解。为保证资源的有效管理与控制，操作系统于是体现出哪些特征？ * * 北京交通大学计算机学院 1.6 操作系统的功能与特征 1.6.1 处理机管理功能 1.6.2 存储器管理功能 1.6.3 设备管理功能 1.6.4 文件管理功能 1.6.5 操作系统的特征 * * 北京交通大学计算机学院 操作系统的特征 并发 并行与并发、程序与进程/线程 共享 互斥共享方式、同时访问方式 虚拟 虚拟处理机、虚拟内存、虚拟盘、虚拟设备 异步性 进程执行顺序与执行时间的不确定性 可重入码 * * 北京交通大学计算机学院 异步性举例说明 * * 北京交通大学计算机学院 第一章 操作系统引论 1.1 什么是操作系统 1.2 计算机体系结构及操作系统硬件基础 1.3 操作系统用户接口及系统调用实现 1.4 操作系统启动模块及自装入机制 1.5 操作系统的发展 1.6 操作系统的功能与特征 1.7 操作系统的结构设计 * * 北京交通大学计算机学院 1.7 操作系统的结构 1.7.1 操作系统的设计原则 1.7.2 无结构操作系统 1.7.3 模块化操作系统结构 1.7.4 分层式操作系统结构 1.7.5 微内核操作系统结构 * * 北京交通大学计算机学院 操作系统的设计原则 可维护性 纠错性/适应性/完善性/预防性维护 可靠性 正确性/健壮性 可理解性 可用性 性能 系统资源利用率及用户请求响应 * * 北京交通大学计算机学院 1.7 操作系统的结构 1.7.1 操作系统的设计原则 1.7.2 无结构操作系统 1.7.3 模块化操作系统结构 1.7.4 分层式操作系统结构 1.7.5 微内核操作系统结构 * * 北京交通大学计算机学院 无结构操作系统（整体系统结构） 致力于功能实现和提高效率 缺乏首尾一致的设计思想 过程集合内各过程间可相互调用 操作系统内部不存在任何结构 GOTO语句不加限制 程序错误多、调试困难、维护麻烦 * * 北京交通大学计算机学院 1.7 操作系统的结构 1.7.1 操作系统的设计原则 1.7.2 无结构操作系统 1.7.3 模块化操作系统结构 1.7.4 分层式操作系统结构 1.7.5 微内核操作系统结构 * * 北京交通大学计算机学院 模块化操作系统结构 操作系统 进程管理 内存管理 文件管理 进程调度 进程控制 进程同步 设备管理 进程通信 …… * * 北京交通大学计算机学院 模块化操作系统结构评价 优点 提高了设计的正确性、可理解性和可维护性 增强了操作系统的可适应性 加速了操作系统的开发过程 尚存改进空间方面 模块划分和接口规定难保正确和合理 未能区别共享资源和独占资源 管理差异导致模块间依赖关系复杂 * * 北京交通大学计算机学院 1.7 操作系统的结构 1.7.1 操作系统的设计原则 1.7.2 无结构操作系统 1.7.3 模块化操作系统结构 1.7.4 分层式操作系统结构 1.7.5 微内核操作系统结构 * * 北京交通大学计算机学院 分层式操作系统结构及分层原则 被调用功能放在较低层次 作业调度-进