《教材《计算机操作系统(第三版)》汤小丹、汤子瀛等编西》-精选课件(公开).ppt

教材： 《计算机操作系统（第三版）》 汤小丹、汤子瀛等编 西安电子科大出版社 参考教材： 《操作系统概念（第六版）》 Abraham Baer Galvin, Greg Gagne著， 郑扣根译 高等教育出版社 计算机系统由软硬件组成， 操作系统是用户和硬件系统之间的接口 其他的系统软件和应用软件都必须依赖它的支持。 1.4 操作系统的主要功能 1.4.1 处理机管理功能 1. 进程控制 为作业创建进程、撤消已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换。 在现代OS中，还应具有为一个进程创建若干个线程的功能和撤消(终止)已完成任务的线程的功能。 2. 进程同步 　进程同步的主要任务是协调多个进程(含线程)的运行。 　两种协调方式： ① 进程互斥：是指诸进程(线程)互斥地访问临界资源； ② 进程同步：同步机构协调合作完成共同任务的进程(线程)的执行次序。 　最简单进程互斥的机制，是为每一个临界资源配置一把锁W，当锁打开时，允许访问；而当锁关上时，则禁止访问。 3. 进程通信 进程通信：实现在相互合作的进程之间的信息交换。 如，有三个相互合作的进程，它们是输入进程、计算进程和打印进程） 直接通信：处于同一计算机系统相互合作的进程(线程)间的通信方式。 源进程将消息(message)挂到目标进程的消息队列上，目标进程从其消息队列中取出消息。 4. 调度 在后备队列上等待的每个作业，通常都要经过调度才能执行。 作业调度，是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配其必需的资源(首先是分配内存)。 进程调度，是从进程的就绪队列中选出一新进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场， 使进程投入执行。 在多线程OS中，通常是把线程作为独立运行和分配处理机的基本单位。 1.4.2 存储器管理功能 1. 内存分配 静态分配：内存空间是在作业装入时确定的，不允许增加或“移动”； 动态分配：内存空间，也是在装入时确定的，但允许申请附加内存空间 和也允许“移动”。 实现内存分配应具有的结构和功能： ① 内存分配数据结构：用于记录内存空间的使用情况，作为内存分配的依据； ② 内存分配功能：系统按照一定的内存分配算法， 为用户程序分配内存空间； ③ 内存回收功能：系统对于用户不再需要的内存，通过用户的释放请求，去完成系统的回收功能。 2. 内存保护 内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰。 一种比较简单的内存保护机制：设置两个界限寄存器。 须对访问的地址进行越界检查，越界则停止程序执行。 3. 地址映射 “逻辑地址”或“相对地址”：一般应用程序地址都是从“0”开始的，程序中的其它地址都是相对于起始地址计算的； 这些地址称为“逻辑地址”或“相对地址”。 “物理地址”：由内存中的一系列单元所限定的地址范围称为“内存空间”， 其中的地址称为“物理地址”。 地址映射功能：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。该功能应在硬件的支持下完成。 4. 内存扩充（虚拟存储技术） 从逻辑上去扩充内存容量 内存扩充的功能： (1) 请求调入功能。 装入部分程序和数据便可运行，需要时再请求调入 (2) 置换功能。内存不够时，需调出暂时不用的程序，将需要的程序调入内存 1.4.3 设备管理功能 设备管理的主要任务 响应用户进程提出的I/O请求； 为用户进程分配其所需的I/O设备； 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 缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾， 提高CPU的利用率，进而提高系统吞吐量。 单缓冲机制、双缓冲机制，公用缓冲池机制。 2. 设备分配 设备分配:根据用户进程的I/O请求、系统的现有资源情况以及按照某种设备分配策略，为之分配其所需的设备。 设备控制表、控制器控制表等数据结构，用于记录设备及控制器的标识符和状态。 设备使用完后，还应立即由系统回收。 3. 设备处理 设备处理程序又称为设备驱动程序：用于实现CPU和设备控制器之间的通信 处理过程是： 设备处理程序首先检查I/O请求的合法性， 了解设备状态。 向设备控制器发出I/O命令， 启动I/O设备去完成指定的I/O操作。 1.4.4 文件管理功能 1. 文件存储空间的管理 由文件系统对