聊城大学计算机学院计算机操作系统课件 第1章.ppt

* * 1.3 操作系统的基本特征 The basic features of OS OS具有的四个基本特征： 并发性 共享性 虚拟性 异步性 最重要的特征 以并发为前提 * * 1 并发(Concurrence) 并行性(parallelism)：指两个或多个事件在同一时刻发生； 并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内(时间段内)发生。 程序不能并发，引入进程。为降低系统开销，引入线程。 2 共享(Sharing) 系统中的资源可供内存中多个并发的进程共同使用。可有两种共享方式： 互斥共享(mutual exclusive sharing mode) 同时访问(simultaneously access mode) 。 1.3 操作系统的基本特征 The basic features of OS * * 3 虚拟(virtual) 通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。 时分复用技术：虚拟处理机、虚拟设备 空分复用技术：虚拟磁盘、虚拟存储器 4 异步性(Asynchronism) 进程何时执行、何时停止、速度、时间、顺序不可知。 并发和共享是操作系统的两个最基本特征。两者互为存在 条件。只有并发才可能共享；只有共享管理好才可能实现 正确的并发。 1.3 操作系统的基本特征 The basic features of OS * * 1.4 操作系统的功能 The function of OS 资源管理（处理机、存储器、设备、文件）；提供用户接口。 一、存储器管理：为实现多道程序运行、方便用户使用、提高内存利用率、逻辑扩充内存。 1 内存分配、回收：静态分配、动态分配。 2 内存保护：用户程序只能在自己的内存空间中运行。界限寄存器、越界检查。 3 地址映射：将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。 4 内存扩充：使用虚拟存储技术在逻辑上扩充内存。 * * 二、处理机管理的功能：CPU的分配、控制、管理。在多道程序环境下归结为进程的管理。 1 进程控制：创建、撤消、状态转换。常利用若干条进程控制原语或系统调用来实现。 2 进程同步：多进程运行的协调。有互斥方式和同步方式两种。进程同步机制。 3 进程通信：相互合作的多进程之间的信息交换。有直接通信方式、间接通信方式。 4 调度：作业调度、进程调度 1.4 操作系统的功能 The function of OS * * 三、设备管理功能：为用户分配I/O，完成I/O请求；提高CPU和I/O设备的利用率；提高I/O速度；方便用户使用I/O设备。 1 缓冲管理：I/O设备的缓冲区，以缓合CPU和I/O速度不匹配的矛盾。 2 设备分配：分配设备（控制器、通道）；安全性。 3 设备处理：设备驱动，实现CPU和设备控制器之间的通信。 4 设备独立性和虚拟设备：设备独立性指用户程序独立与物理设备；虚拟设备指把一个物理设备变换为多个对应的逻辑设备。以实现共享，提高利用率。 1.4 操作系统的功能 The function of OS * * 四、文件管理的功能：程序和数据是以文件的形式存储在磁盘上。OS要对用户文件和系统文件进行管理，方便用户使用，保证文件的安全。 1 文件存储空间的管理：外存的分配、回收。 2 目录管理：每个文件一个目录项。实现按名存取、文件共享、快速查询。 3 文件的读、写管理和存取控制：从外存中读取数据或将数据写入外存。防止未经核准用户存取文件、防止冒名顶替存取文件、防止以不正确的方式使用文件。可通过设置用户口令、规定用户权限、设定文件属性等方法实现。 1.4 操作系统的功能 The function of OS * * 五、用户接口 1 命令接口：用户向作业发命令以控制作业的运行。 联机用户接口：由命令和命令解释程序组成。用户键入命令，系统解释执行，再等待用户键入； 脱机用户接口：批处理用户接口，由作业控制语言JCL组成。 2 程序接口：是用户程序取得OS服务的唯一途径。由一组系统调用组成。 3 图形接口：图形化的操作界面。 1.4 操作系统的功能 The function of OS * * 1.5 操作系统的结构设计The structure design of of OS 无结构的操作系统 模块化OS结构 分层式OS结构 微内核OS结构 * * 1.5.1 软件工程的基本概念 The basic concepts of software engineering 1. 软件的含义 （The meaning of software) 软件和硬件的三点差别： ? 硬件是物理部件，软件