操作系统的逻辑结构
操作系统 存储的逻辑结构
操作系统存储的逻辑结构
通常，操作系统会将内存划分为多个区域，每个区域都有自己的特定用途和管理方式。
以下是常见的几种逻辑结构：
1. 内核区：这是操作系统内核所占用的区域，用于管理系统资源和运行系统服务。
该区域通常是操作系统最重要的部分，也是最受保护的区域之一。
2. 用户区：这是给用户程序使用的区域，用于存储程序代码、数据和堆栈。
用户程序只能访问该区域，而不能访问内核区和其他用户区。
3. 缓存区：这是操作系统用来提高磁盘读写效率的一种内存区域。
当操作系统读取磁盘数据时，会把数据缓存到该区域中，以便下次访问时能够更快地获取数据。
4. 设备区：这是用于管理设备驱动程序的区域，用于控制和管理I/O设备的访问。
5. 共享区：这是用于多个进程之间共享数据的区域，允许不同进程之间交换信息和通信。
以上是操作系统存储的常见逻辑结构，不同操作系统会采用不同的结构来管理内存。
了解这些逻辑结构有助于深入理解操作系统的工作原理和内存管理方式。
- 1 -。
第二章 操作系统的逻辑结构
4. 程序性中断 在程序执行的过程中，发现了程序性质的错误或出
现了某些特定状态而产生的中断。如浮点溢出、用户态 下使用了特权指令、内存越界、跟踪等。
5. 访管中断 对操作系统提出某种请（需）求时所发生的中断。
例如，创建进程，I/O传输、打开文件、关闭文件、文件 的读、写等系统调用。
所发生的中断。例如：打印机打印完成、缺纸，读磁盘 时相应驱动器中没有磁盘等。
2. 外中断 对某个中央处理机而言，它的外部非通道式装置所
引起的中断称为外部中断。例如，时钟中断、操作员控 制台中断，多处理机系统中CPU到CPU之间的通信中断
等。
3. 硬件故障中断 当机器发生故障时的中断叫硬件故障中断。例如，
中断进入
中断 返回
中断处 理程序
继续执行
所谓中断是指某个事件 (例如 电源掉电、定点加法溢出或 I/O传输结束等) 发生时，系 统中止现行程序的运行、引 出处理事件程序对该事件进 行处理，处理完毕后返回断 点，继续执行。
中断源： 引起中断的事件称中断源，如打印完成中断，其中断源
是打印机。
断点： 发生中断时正在运行的程序被暂时停止，程序的暂停点
处理机状态的权限次序是：核态、管态、用户态。
1. 核态：
CPU执行操作系统程序时所处的状态。
在此状态下允许CPU使用全部资源和全部指令， 其中包括一组特权指令（如涉及外设的I/O、改变处 理机状态、修改存储保护的指令），实现对系统资 源的分配与管理，为用户提供使用外部设备的服务。
2. 管态:
管态比核态的权限低，在此状态下允许使用一 些用户态下不能使用的资源，但不能使用修改CPU 状态的指令。无核态时，管态执行核态的全部功能。
操作系统原理总结
操作系统原理总结操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机系统的内核与基石。
它负责控制和协调计算机的各种活动，使得计算机能够高效、稳定地运行。
下面就让我们来深入了解一下操作系统的原理。
操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口。
处理机管理的任务是合理地分配和调度处理机资源，以提高处理机的利用率和系统的性能。
进程是处理机管理中的一个重要概念，它是程序的一次执行过程。
操作系统通过进程控制、进程同步、进程通信和进程调度等手段来管理进程。
进程调度算法决定了哪个进程将获得处理机资源，常见的调度算法有先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。
存储器管理的目标是为程序的运行提供良好的内存环境，提高内存的利用率。
内存分配方式有连续分配和离散分配两种。
连续分配包括单一连续分配和分区分配，离散分配则包括分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理。
虚拟存储器技术通过将部分程序和数据暂时存放在外存上，使得计算机能够运行比实际内存更大的程序。
设备管理的主要任务是管理和控制各类 I/O 设备，方便用户使用设备，并提高设备的利用率。
设备管理包括设备分配、设备驱动、设备缓冲和设备独立性等方面。
设备分配算法要考虑设备的使用情况和请求的优先级。
设备驱动程序是操作系统与设备硬件之间的接口，负责控制设备的操作。
设备缓冲可以减少 I/O 操作的次数，提高系统的性能。
文件管理负责对文件进行组织、存储、检索和保护。
文件系统为用户提供了一种按名存取的方式，方便用户对文件进行操作。
文件的逻辑结构有流式文件和记录式文件，物理结构有连续文件、链接文件和索引文件。
文件存储空间的管理方法有空闲表法、空闲链表法和位示图法等。
文件的保护机制可以防止文件被非法访问和修改。
用户接口是操作系统与用户之间的交互界面，分为命令接口和程序接口。
命令接口包括联机命令接口和脱机命令接口，程序接口则通过系统调用为用户程序提供服务。
操作系统的体系结构主要有单体结构、层次结构、微内核结构和客户/服务器结构等。
操作系统的逻辑结构
系统能作为抽象数据类型或对象方法来实现。
缺点： 存在潜在的性能退化 没有纯粹采用模块化结构的商业化操作系统
可扩展内核结构
可扩展内核结构通过使用一个公共的基本功能集合（称为 基础核心），以实现特定操作系统（如实时、分时）的模 块化组织结构。 这种方法为特定操作系统定义了两类模块： 策略独立模块：用来实现微内核（可扩展内核）。这一层 的模块功能（基础组件）与机制和硬件相关，基础组件是 支持上层特定策略的共性部分。 特定策略模式：包含能够满足某种需要的操作系统的模块 集合，它依靠策略独立模块的支持以反映特定操作系统的 需求。
配置在裸机上的第一层软件是操作系统。
什么是操作系统虚拟机
应用程序 扩充后的机器 裸机 操作系统 用户程序 裸机：没有装入任何软件的计算机。 操作系统虚拟机：在裸机上配置了 操作系统程序后就构成。
操作系统虚拟机为用户提供了很多硬件无法提供 的功能。
操作系统虚拟机的功能
虚拟机的“指令”集合 裸机各种基本硬件指令
① 结构：描述组成系统的不同功能如何分组和交互
② 接口：与系统内部结构密切相关，由操作系统提供 给用户、用户程序、或上层软件使用 ③ 运行时的组织结构：定义了执行过程中存在的实体 类型及调用方式
2.2.1
结构化组织
操作系统是一个大型的程序系统，或者说是软件模 块的集合。每个模块包含数据、完成一定功能的程 序以及该模块对外提供的接口。 软件设计者的任务： 1、使用模块来实现功能 2、定义接口实现模块间交互 在操作系统的设计中，采用四种方法：
层次结构
采用层次结构构造操作系统是将操作系统的 各种功能模块分成不同的层次，然后以一定的 原则形成一个整体。 整个操作系统在结构上类似于一个洋葱头， 它由若干层组成，每一层都提供一组功能，这 些功能只依赖于该层以内的各层。
计算机逻辑构成
计算机逻辑构成计算机逻辑构成是指计算机系统中用来处理和操作信息的基本逻辑组件。
这些组件是计算机硬件的重要部分，包括输入、输出、中央处理器（CPU）、内存和数据通路等。
1. 输入输入是将外部信息引入计算机系统的过程。
通常，输入设备如键盘、鼠标、扫描仪等将人类的指令、数据或其他信息转化为计算机可识别的形式，以便计算机能够进一步处理。
2. 输出输出是将计算机处理完毕的信息传递给用户或其他设备的过程。
输出设备如显示器、打印机、音频设备等将计算机生成的结果转化为人们能够理解的形式，以便满足用户的需求。
3. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机系统的核心组件，负责执行计算机指令、控制程序运行以及处理数据。
它由运算器和控制器组成，运算器负责进行算术和逻辑运算，而控制器负责解析和执行指令。
4. 内存内存是计算机系统存储数据和指令的地方，用于临时存储和处理信息。
计算机中的内存分为主存储器和辅助存储器两部分。
主存储器（如内存条）是计算机直接访问的存储区域，用于存储当前执行的程序和数据；辅助存储器（如硬盘、固态硬盘）用于长期存储数据和程序。
5. 数据通路数据通路是计算机系统中负责数据传输和处理的部分，它由一系列逻辑门、寄存器和数据传输线组成。
数据通路负责将输入的数据和指令传递给中央处理器进行处理，并将处理结果传递给输出设备或存储器。
在计算机逻辑构成中，逻辑门是十分重要的组件。
逻辑门是用于实现逻辑运算的电子元件，根据输入信号的不同组合产生相应的输出信号。
常见的逻辑门有与门、或门和非门等，它们能够实现与、或、非等基本逻辑运算。
除了逻辑门，还有其他重要的逻辑组件，如触发器、计数器和多路选择器等。
触发器是一种存储器件，用于存储和传输数据，常用于存储程序和临时数据。
计数器是一种用于计数和记录次数的电子元件，常用于时序控制和计时操作。
多路选择器是一种能够根据选择信号选择不同输入信号的电子元件，用于实现数据的多路复用和选择。
以上是计算机逻辑构成的基本内容，通过合理的组合和连接这些逻辑组件，计算机能够实现各种复杂的功能和任务。
操作系统的逻辑结构
中断响应：是处理机发现有中断请求时，中止
现运行程序的执行并自动引出中断处理程序的过 程。
中断由软硬件协同处理
中断装置：指发现中断，响应中断的硬件 中断处理程序：对中断事件进行处理的程序，由软
件来完成
二. 中断类型
按中断功能分类
（1）输入输出中断： 外部设备或通道操作正常结束或错误时所发生的中断。 如I/O传输结束或出错中断。 （2）外中断： 外部非通道式装置所引起的中断。 时钟中断、操作员控制台中断、通信中断等。 （3）机器故障中断： 机器发生故障时的中断。 电源故障、主存取指令错、长线传输的奇偶校验错等。 （4）程序性中断： 程序性质的错误或某些特定状态而产生的中断。 浮点溢出、用户态下用核态指令、越界、非法操作等。 （5）访管中断： 对操作系统提出某种需求时发出的中断称为访管中断。
作业控制语言、键盘命令、图形化用户界面
（2）系统功能调用（又称程序接口）
（二） 操作系统逻辑结构
UNIX系统体系结构
Unix系统组成：
硬件（裸机） 核心层 实用层 其他应用程序
CC、Shell、用户程序
核外程序 sh who a.out date wc grep
cd vi ld comp cpp UNIX核心 裸机
主存中用于存放中断向量服务地址的一组存储单元组成 的表。
六.中断返回
中断返回是指执 行一条中断返回 指令(RTI)。
硬件操作
↑(SP) → PC ↑(SP) → PS
第二章 小 结
1. 操作系统虚拟机概念。 2. 处理机的态，（核态）、管态、用户 态，相互的区别。 3. 中断概念：定义、类型。 4. 中断响应的定义、实质。 5. 中断处理的过程。 6. 向量中断的概念。
了解操作系统的组成与功能
了解操作系统的组成与功能操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和协调计算机硬件、软件和用户之间的交互。
它具有着复杂而庞大的功能和组成部分。
本文将介绍操作系统的基本组成和功能，帮助读者更好地了解操作系统的运作原理。
一、操作系统的基本组成操作系统由多个组成部分组成，主要包括内核（kernel）、文件系统、设备驱动程序和系统工具。
这些组成部分相互配合，共同组成了一个完整的操作系统。
1. 内核内核是操作系统的核心部分，负责管理系统的硬件资源并提供访问硬件的接口。
它是操作系统与硬件之间的桥梁，控制和分配计算机的处理器、内存、硬盘以及其他外部设备的资源。
同时，内核还具备调度任务、处理中断和异常处理等功能。
2. 文件系统文件系统是操作系统中负责管理和组织文件的部分。
它是一种将文件存储在磁盘上的机制，提供了对文件的读取、写入和删除等基本操作。
文件系统还维护了文件的目录结构、权限设置和磁盘空间管理等功能，使用户可以方便地存取和管理文件。
3. 设备驱动程序设备驱动程序是操作系统中的重要组成部分，它负责与硬件设备进行通信。
设备驱动程序通过控制和管理硬件设备的工作，向上层应用程序提供了访问和控制硬件设备的接口。
常见的设备驱动程序包括显卡驱动、打印机驱动和网络适配器驱动等。
4. 系统工具系统工具是操作系统提供给用户的一些辅助工具，用于管理和设置计算机系统的各项功能。
比如任务管理器、磁盘清理工具、网络设置工具等。
这些系统工具可使用户更方便地管理和操作计算机系统，提高了工作效率。
二、操作系统的基本功能操作系统具有多种功能，下面将介绍一些操作系统的基本功能。
1. 进程管理进程管理是操作系统的核心功能之一。
操作系统能够同时管理多个进程，为每个进程分配所需的资源，并实现进程间的切换与通信。
通过进程管理，操作系统能够有效地利用计算机资源，提高系统的运行效率和稳定性。
2. 内存管理内存管理是操作系统对计算机内存的分配和管理。
它通过内存分页、虚拟内存等技术，实现了对内存空间的合理利用和分配。
操作系统文件的逻辑结构
操作系统文件的逻辑结构操作系统文件的逻辑结构文件是操作系统中最基本的资源之一，它是指一组相关数据的集合，可以被命名并存储在计算机的存储设备中。
在计算机科学中，文件有着重要的作用，因为它们是数据持久化存储和共享的主要方式。
在本文中，我们将深入探讨操作系统文件的逻辑结构。
一、概述操作系统文件的逻辑结构指的是文件在应用程序和用户角度上看到的结构。
与物理结构不同，逻辑结构通常由应用程序员和用户来定义和使用。
一个好的逻辑结构能够提高数据处理效率、提高数据管理能力以及减少出错率。
二、顺序存储结构顺序存储结构是最简单也是最常见的一种逻辑文件结构。
这种存储方式将数据按照其出现顺序依次排列，并且每个记录都有一个唯一标识符来区分不同记录。
这种方式对于大量批量处理数据非常有效。
三、索引顺序存储结构索引顺序存储结构是在顺序存储基础上增加了一个索引表来提高检索速度。
索引表包含了所有记录位置和关键字信息，并且按照关键字排序。
这种方式可以减少数据扫描的时间，提高检索效率。
四、链式存储结构链式存储结构是一种非常灵活的数据结构，它使用指针将记录链接在一起。
每个记录包含了指向下一个记录的指针，这样就可以通过遍历指针来访问整个文件。
链式存储结构适合于随机访问，但是由于需要维护指针关系，所以在插入和删除操作时效率较低。
五、散列存储结构散列存储结构也称为哈希表，它是一种基于关键字的快速检索方法。
这种方法将所有记录散布到不同的桶中，并且每个桶都有一个唯一标识符。
当需要查找某个记录时，只需要计算其哈希值并且在相应的桶中查找即可。
这种方法可以大大提高查找效率。
六、树形存储结构树形存储结构是一种基于二叉树或多叉树的数据结构，它使用节点来表示文件中的每个记录，并且通过节点之间的父子关系来描述记录之间的逻辑关系。
树形存储结构适合于有序数据和随机访问，并且在插入和删除操作时效率较高。
七、总结操作系统文件的逻辑结构有多种形式，每种形式都有其优缺点。
在实际应用中，应该根据具体需求选择合适的存储方式。
计算机五大逻辑结构
计算机五大逻辑结构1.逻辑结构概述计算机逻辑结构是指计算机硬件、软件及其相关部件之间的逻辑联系，包括计算机的各种组件，以及它们之间的互联关系和运作方式。
计算机的逻辑结构分为五种，分别是顺序结构、选择结构、循环结构、跳转结构和指针结构。
这五种逻辑结构是计算机编程中最基本的概念，也是程序设计的基础。
2.顺序结构顺序结构是指程序按照预定的顺序依次执行，没有条件和循环的结构。
这种结构可以理解成一种线性的结构，即程序的执行是单一的、连续的，不会有其他的分支和循环的情况。
整个程序的流程是一条线，在一个任务完成后，即按照下一个任务的方式进行操作。
在实际编程中，顺序结构常常被用来描述一些简单的操作，例如打印一段文字、读取一个数据等等。
3.选择结构选择结构是指程序根据某些条件，在两个或多个分支之间选择其中一个分支执行的结构，也称为if-else结构或条件分支结构。
它可以使程序根据条件选择不同的执行路径，从而实现不同的操作。
选择结构可以按照条件的真假来执行不同的程序段，有助于节省计算时间和提高程序的效率。
例如，在一个考试成绩查询系统中，根据输入的学号和密码，判断该学生是否合法并给出相应的反馈，就适合用选择结构来实现。
4.循环结构循环结构是指在程序执行时，根据一定的条件，重复执行一定的操作的结构，也称为循环结构或迭代结构。
循环结构可以让程序对一个操作进行多次执行，从而能够简化程序的编写，并且能够提高程序的可读性和效率。
例如，在图书管理系统中，用户需要重复输入某一内容来查询图书信息，在这种情况下，就可以使用循环结构。
5.跳转结构跳转结构是指在程序执行时，通过跳转到指定位置的方式改变执行路径的结构，也称为跳转语句或转移指令。
跳转结构可以被用来实现一些特殊的操作，如退出程序、返回主菜单等。
在实际编程中，跳转语句是一种比较特殊的结构，需要谨慎使用，否则容易造成程序不稳定或者死循环的情况。
6.指针结构指针结构是指程序中使用指针来操作数据区的结构，也称为指针变量或指针类型。
操作系统结构
操作系统结构操作系统是计算机系统中的核心组成部分，负责管理计算资源、提供用户接口以及协调和控制系统中各个程序的运行。
为了更好地理解和学习操作系统，了解其结构是至关重要的。
本文将介绍常见的操作系统结构，并探讨它们的特点和功能。
一、单体结构单体结构是最早出现的操作系统结构之一。
它将所有的操作系统功能都集中在一个大的程序中，这个程序包括了各种不同类型的系统功能，如文件管理、内存管理、进程调度等。
单体结构的最大特点是简单直观，易于开发和理解。
然而，由于所有功能都集中在一个程序中，当系统变得复杂时，单体结构容易导致代码紊乱、难以维护和扩展。
二、层次结构为了解决单体结构的问题，研究人员提出了层次结构的操作系统设计思想。
层次结构将操作系统划分为多个层次，每个层次都提供不同的功能接口，并且每个层次只依赖于更低层次的功能接口。
这样一来，系统变得更加模块化，每个层次可以独立开发、测试和维护。
常见的操作系统层次结构包括内核层、文件系统层、设备驱动层等。
层次结构的优势在于提高了系统的可维护性和可扩展性，但也带来了一定的性能开销。
三、微内核结构微内核结构是一种特殊的层次结构，它将操作系统划分为最小的核心和若干个可选的服务进程。
微内核只提供最基本的功能，如进程管理和内存管理，而其他功能则由服务进程来实现。
这种设计可以最大限度地减小内核的规模，提高系统的稳定性和可靠性。
微内核结构的一个重要特点是可扩展性，可以根据需要动态地加载和卸载服务进程，从而实现系统功能的动态扩展。
四、虚拟机结构虚拟机结构是一种基于虚拟化技术的操作系统结构。
它通过在物理机器上创建多个虚拟机来模拟多个独立的计算环境，每个虚拟机可以运行一个完整的操作系统。
虚拟机结构的优势在于提供了更好的资源隔离和资源管理能力，可以更灵活地配置和管理计算资源。
虚拟机结构广泛用于云计算和服务器虚拟化领域。
五、客户端-服务器结构客户端-服务器结构是一种常见的分布式操作系统结构。
它将操作系统划分为两个主要部分：客户端和服务器。
计算机逻辑的三个基本结构
计算机逻辑的三个基本结构
计算机逻辑的三个基本结构分别为输入、处理和输出。
输入指的是将数据或指令输入到计算机中的过程。
输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等，可以将人类可读的数据转换为计算机可读的二进制代码。
处理指的是计算机对输入的数据或指令进行处理的过程。
处理的主要组成部分是中央处理器（CPU），它包含了一组用于执行计算和逻辑操作的指令集。
CPU通过读取存储器中的指令，对数据进行算术运算、逻辑运算、比较运算等。
输出指的是将处理结果以人们可以理解的方式输出的过程。
输出设备包括显示器、打印机、音箱等，可以将计算机的计算结果转换为人类可以理解的形式。
三个基本结构相互作用，并通过存储器进行数据的储存和传输，形成了计算机系统的基本架构。
这种基本架构可以通过各种形式的计算机组织和优化来实现各种不同的应用和功能。
计算机操作系统典型体系结构
计算机操作系统典型体系结构计算机的典型操作系统结构你知道有哪些吗?下面由店铺为大家整理了计算机操作系统典型体系结构的相关知识，希望对大家有帮助!计算机操作系统典型体系结构一、模块组合结构模块组合结构是在软件工程出现以前的早期操作系统以及目前一些小型操作系统最常用的组织方式。
操作系统刚开始发展时是以建立一个简单的小系统为目标来实现的，但是为了满足其他需求又陆续加入一些新的功能，其结构渐渐变得复杂而无法掌握。
以前我们使用的MS-DOS就是这种结构最典型的例子。
这种操作系统是一个有多种功能的系统程序，也可以看成是一个大的可执行体，即整个操作系统是一些过程的集合。
系统中的每一个过程模块根据它们要完成的功能进行划分，然后按照一定的结构方式组合起来，协同完成整个系统的功能。
如图1所示:在模块组合结构中，没有一致的系统调用界面，模块之间通过对外提供的接口传递信息，模块内部实现隐藏的程序单元，使其对其它过程模块来说是透明的。
但是，随着功能的增加，模块组合结构变得越来越复杂而难以控制，模块间不加控制地相互调用和转移，以及信息传递方式的随意性，使系统存在一定隐患。
计算机操作系统典型体系结构二、层次结构为了弥补模块组合结构中模块间调用存在的固有不足之处，就必须减少模块间毫无规则的相互调用、相互依赖的关系，尤其要清除模块间的循环调用。
从这一点出发，层次结构的设计采用了高层建筑结构的理念，将操作系统或软件系统中的全部构成模块进行分类:将基础的模块放在基层(或称底层、一层)，在此基础上，再将某些模块放在二层，二层的模块在基础模块提供的环境中工作;它只能调用基层的模块为其工作，反之不行。
严格的层次结构，第N+l层只能在N层模块提供的基础上建立，只能在N层提供的环境中工作，也只能向N层的模块发调用请求。
在采用层次结构的操作系统中，各个模块都有相对固定的位置、相对固定的层次。
处在同一层次的各模块，其相对位置的概念可以不非常明确。
解析计算机操作系统的内部构造
解析计算机操作系统的内部构造计算机操作系统是一种控制和管理计算机硬件和软件资源的系统软件。
它是计算机中最为庞大和重要的软件之一，扮演着协调和管理各种应用程序的角色。
要深入理解操作系统的内部构造，我们需要从其基本组成部分和功能入手。
首先，操作系统由内核和外壳两部分组成。
内核是操作系统的核心部分，负责处理底层的硬件操作和管理，以及提供各种系统服务和接口。
外壳则是一个用户与操作系统交互的接口，包括图形用户界面（GUI）和命令行界面（CLI）。
它们为用户提供了方便的操作方式和友好的界面，使得用户可以通过输入指令或者点击鼠标来完成各种操作。
其次，操作系统的内部构造包括进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动等模块。
进程管理是操作系统的核心功能之一，它负责创建、调度和终止各个进程，并提供进程间通信和同步的机制。
通过进程管理，操作系统可以同时运行多个应用程序，并保证它们的执行顺序和资源的分配。
内存管理是操作系统的另一个重要组成部分，它负责内存的分配和回收，并提供虚拟内存和页面置换等机制。
虚拟内存使得操作系统可以使用硬盘作为延伸的内存空间，从而扩展了计算机的可用内存。
页面置换则是指当内存不足时，操作系统将一些暂时不被使用的页面写入硬盘，以腾出更多的内存空间。
文件系统是操作系统中管理和存储文件的模块。
它负责将文件组织成层次结构，并提供文件的读写和访问权限控制等功能。
操作系统根据文件系统提供的接口，可以方便地创建、编辑和删除文件，并确保文件的安全和可靠性。
设备驱动是操作系统中管理和控制各种硬件设备的模块。
它负责与硬件设备进行通信，并提供设备的驱动程序和接口。
通过设备驱动，操作系统可以方便地控制和管理各种输入输出设备，如键盘、鼠标、打印机等。
除了以上提到的基本模块，操作系统还包括各种调度算法、错误处理机制和安全性控制等功能。
调度算法用于决定应用程序执行的顺序，以及进程的优先级和分配的资源。
错误处理机制用于处理系统出现的各种错误和异常情况，并提供相应的解决方法和措施。
操作系统的基本结构
操作系统的基本结构一、引言操作系统是计算机系统中最重要的软件之一，它负责管理计算机硬件和软件资源，为用户提供友好的接口和良好的体验。
操作系统的基本结构是操作系统设计者必须考虑的一个重要问题。
二、操作系统的基本结构概述1. 操作系统的任务操作系统主要任务包括：管理计算机硬件和软件资源、提供用户接口、控制程序执行、保护计算机资源等。
2. 操作系统的组成部分操作系统由内核和外壳两部分组成。
内核是操作系统最核心的部分，它直接控制硬件资源；外壳则是用户与内核交互的界面。
3. 操作系统的层次结构操作系统可以分为多个层次，每个层次都有不同的职责和功能。
常见的层次结构包括：硬件层、设备驱动程序层、内核层、服务程序层和应用程序层等。
三、具体内容详解1. 硬件层硬件层是计算机物理设备，包括CPU、内存、IO设备等。
在这一层中，操作系统需要完成对硬件资源进行初始化和管理。
例如：建立中断向量表，初始化存储器等。
2. 设备驱动程序层设备驱动程序层是连接硬件和操作系统的层次，它负责将硬件设备转换成操作系统可以理解的形式。
在这一层中，操作系统需要完成对设备驱动程序的管理和调度。
3. 内核层内核层是操作系统最核心的部分，它直接控制硬件资源。
在这一层中，操作系统需要完成对进程、线程、内存、文件等资源的管理和调度。
同时还需要完成对外壳、服务程序等其他组成部分的调用。
4. 服务程序层服务程序层是为用户提供各种服务的部分，例如：文件管理、网络连接等。
在这一层中，操作系统需要完成对服务程序的管理和调度。
5. 应用程序层应用程序层是用户直接使用的部分，例如：文本处理软件、游戏软件等。
在这一层中，操作系统需要完成对应用程序的管理和调度。
四、结论通过以上详细介绍可以看出，操作系统基本结构是由多个不同职责和功能的组成部分构成。
每个部分都有自己独特的功能和任务，在整个操作系统中起到不可或缺的作用。
了解操作系统基本结构有助于我们更好地理解计算机工作原理，并能更好地使用计算机资源。
操作系统-文件的逻辑结构
第一章 操作系统引论
图7-6 Hash 文件的逻辑结构
20
13
第一章 操作系统引论
7.2.5 索引顺序文件 (Index Sequential File) 1. 索引顺序文件的特征 索引顺序文件是对顺序文件的一种改进，它基本上克服
了变长记录的顺序文件不能随机访问，以及不便于记录的删 除和插入的缺点。但它仍保留了顺序文件的关键特征，即记 录是按关键字的顺序组织起来的。它又增加了两个新特征： 一个是引入了文件索引表，通过该表可以实现对索引顺序文 件的随机访问；另一个是增加了溢出 (overflow文) 件，用它来 记录新增加的、删除的和修改的记录。
18
第一章 操作系统引论
2. 哈希(Hash)文件 这是目前应用最为广泛的一种直接文件。它利用 Hash 函 数(或称散列函数 )可将关键字转换为相应记录的地址。但为 了能实现文件存储空间的动态分配，通常由 Hash 函数所求得 的并非是相应记录的地址，而是指向某一目录表相应表目的 指针，该表目的内容指向相应记录所在的物理块，如图 7-6 所示。
列。一般地，可分为两种情况： (1)串结构。 (2)顺序结构。
6
第一章 操作系统引论
2. 顺序文件的优缺点 顺序文件的最佳应用场合是在对文件中的记录进行批量 存取时(即每次要读或写一大批记录 )。所有逻辑文件中顺序 文件的存取效率是最高的。此外，对于顺序存储设备 (如磁 带)，也只有顺序文件才能被存储并能有效地工作。
4
第一章 操作系统引论
2. 按文件的组织方式分类 根据文件的组织方式，可把有结构文件分为三类： (1)顺序文件。 (2)索引文件。 (3)索引顺序文件。
5
第一章 操作系统引论
7.2.2 顺序文件(Sequential File) 1. 顺序文件的排列方式 在顺序文件中的记录，可以按照各种不同的顺序进行排
操作系统 知识点总结
操作系统知识点总结1. 操作系统概述操作系统是计算机系统的核心组成部分，它是管理计算机硬件和软件资源的系统软件。
操作系统提供了用户与计算机硬件之间的接口，实现了对计算机资源的合理分配、调度和控制，使得计算机能够高效地运行各种应用程序。
操作系统扮演着计算机系统的“管家”角色，它负责管理和协调系统中的各种资源，为用户提供方便、高效的计算环境。
2. 操作系统结构操作系统通常由内核和系统调用接口组成。
内核是操作系统的核心部分，负责管理系统资源和控制程序的执行。
系统调用接口是用户程序与内核之间的接口，它提供了一组系统调用的接口函数，使得用户程序可以请求内核提供的服务。
操作系统的结构可以分为单体结构、层次结构、微内核结构和客户机-服务器结构等。
不同的结构对操作系统的性能、可扩展性和维护性都有不同的影响。
3. 进程管理进程是程序在执行过程中创建的实体，它包含了程序的代码、数据和执行环境。
进程是操作系统中最基本的资源管理单元，操作系统通过进程管理对系统资源进行分配、调度和保护。
进程管理的主要功能包括进程的创建、终止和调度、进程通信和同步、以及进程的死锁处理等。
进程管理的主要目标是实现系统资源的高效利用和对进程的良好管理。
4. 内存管理内存管理是操作系统管理计算机内存资源的过程，它负责分配、保护和回收内存空间。
内存管理的主要功能包括内存的分配和回收、内存的保护和共享，以及虚拟内存的管理。
虚拟内存是一种将磁盘空间作为扩展内存使用的技术，它可以将物理内存和磁盘空间结合起来，为程序提供了一个较大的地址空间。
内存管理对计算机系统的性能和稳定性具有重要的影响。
5. 文件系统文件系统是操作系统中管理文件和目录的机制，它负责对文件进行存储和组织，并提供了对文件的访问和管理接口。
文件系统的设计要考虑文件的组织方式、文件的命名和访问方式、以及对文件进行保护和共享等。
文件系统的目标是提供对文件的高效访问和管理，并为用户和应用程序提供一个方便的文件管理环境。
os文件的逻辑结构
os文件的逻辑结构OS文件的逻辑结构一、引言计算机操作系统（Operating System，简称OS）是计算机硬件和应用程序之间的桥梁，负责管理和控制计算机资源，为用户提供友好的界面和良好的使用体验。
在操作系统中，文件是一种重要的数据存储和管理方式。
文件是操作系统中的基本信息单位，它可以是文本、图片、音频、视频等各种形式的数据。
为了有效地管理和操作文件，操作系统将文件的逻辑结构和物理结构进行了分离。
二、逻辑结构的概念逻辑结构是指文件在用户看来的组织形式，它与文件的物理存储无关。
在操作系统中，常见的文件逻辑结构有顺序文件、索引文件、链式文件和多级索引文件等。
三、顺序文件顺序文件是最简单也是最常见的文件逻辑结构之一。
顺序文件中的记录按照特定的顺序排列，每个记录占用连续的存储空间。
通过记录的物理位置来确定记录的逻辑顺序，通常使用文件指针来指示当前读写位置。
顺序文件适用于需要按照顺序进行访问的场景，如日志文件、配置文件等。
四、索引文件索引文件是通过索引表来实现对文件记录的访问。
索引表中的每个索引项包含了记录的关键字和对应的物理地址，通过索引表可以快速定位到文件中的记录。
索引文件适用于需要快速随机访问记录的场景，如数据库系统中的索引文件。
五、链式文件链式文件是通过指针将文件中的记录按照逻辑顺序连接起来的。
每个记录中都包含了指向下一个记录的指针，通过指针可以按照任意顺序访问文件中的记录。
链式文件适用于需要频繁插入和删除记录的场景，如邮件系统中的邮件链表。
六、多级索引文件多级索引文件是一种将索引表进行多级划分的文件结构。
最上层的索引表指向下一级的索引表，直到最底层的索引表指向实际的记录。
通过多级索引表可以减少索引表的大小，提高索引的访问效率。
多级索引文件适用于大规模文件的索引，如大型数据库系统中的数据表索引。
七、文件逻辑结构的选择在实际的应用中，选择合适的文件逻辑结构对于提高文件的访问效率和管理效率非常重要。
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中断响应：是处理机发现有中断请求时，
中止现运行程序的执行并自动引出中断处 理程序的过程。
中断由软硬件协同处理 中断装置：指发现中断，响应中断的硬件 中断处理程序：由软件来完成 中断系统 = 中断装置 + 中断处理程序
实例操作系统如何区分处理机的状态
DOS系统 不分态 Windows系统 现分为两态——用户态、系统态 Unix（Linux）系统 分为三态：核态、管态、用户态
如何实现？
必要的硬件支持
存储器
主存储器（主存、内存）：
处理机能直接访问的存储器称为主存储器，用来存放正在或 将要执行的系统和用户程序和数据以及程序执行时要求的临 时存储空间。 只读存储器ROM(Read-only memory)： ROM称为BIOS， 用来存放基本的I/O程序。 随机访问存储器 RAM（random access memory)
（四） 中断技术
一. 中断概念
所谓中断是指某个事 件（例如键盘输入、 定点加法溢出或I/O传 输结束等）发生时， 系统中止现行程序的 运行、引出处理事件 程序对该事件进行处 理，处理完毕后返回 断点，继续执行。
中断源：引起中断的事件称中断源，如打
印完成中断，其中断源是打印机。
断点：发生中断时正在运行的程序被暂时
二. 中断类型
按中断功能分类
（1）输入输出中断： I/O传输结束或出错中断。 （2）外中断： 时钟中断、操作员控制台中断、通信中断等。 （3）机器故障中断： 电源故障、主存取指令错、长线传输时的奇偶校验错等。 （4）程序性中断： 浮点溢出、用户态下用核态指令、越界、非法操作等。 （5）访管中断： 对操作系统提出某种需求时发出的中断称为访管中断。
不是正在运行的程序所期待的，而是由某种事故或外部 请求信号所引起的 运行程序所期待的事件，由于执行了访管指令而引起的
如何划分？
三. 中断进入
第二章 操作系统的逻辑结构
（一） （二） （三） （四） 操作系统虚拟机 操作系统逻辑结构 处理机的状态 中断技术
（一）操作系统虚拟机
为提高计算机系统资源的使用效率和方便 用户在计算机系统中必须配备操作系统.
操作系统是一个大型的软件，规模庞大、 结构复杂。操作系统必须是一个清晰、正 确的逻辑结构。
nroff
UNIX系统核心结构
1. 进程控制子系统
进程同步、进程间 通信、进程调度和 存储管理
2.文件子系统
文件存储空间管理、 文件操作及存取控 制、高速缓冲机制
Windows操作系统的结构
（三） 处理机的状态
1. 设置处理机状态的目的
为操作系统建立一个保护环境，采用的方法是区分处 理机的工作状态。 系统中有两类程序： 管理程序 用户程序 管理系统资源 使用资源、提出申请 控制程序运行 被控制
2. 什么是处理机的态
中央处理机的工作状态，当前它正在执行哪类程序， 决定处理机的态。
3. 处理机态的类别
（1）核态（Kernel mode） 操作系统的管理程序执行时机器所处的状态。
使用全部指令（包括一组特权指令） 使用全部系统资源（包括整个存储区域）
（2）管态（Supervisor mode） 管态比核态的权限低，在此状态下允许使用一 些用户态下不能使用的资源，但不能使用修改 CPU状态的指令。 无核态时,管态执行核态的全部功能。
辅存储器（辅存、外存）：
处理机不能直接访问的存储器，如磁盘、磁带、光盘等，用 来存放大量的数据信息。
时钟
时钟是操作系统运行时必不可少的硬设施，它以固 定的时间间隔产生中断信号，这对于实施进程调度、 计算系统资源的消耗、实时控制等功能是必不可少 的。
在操作系统中需时钟支持的工作有：
分时系统调度； 实时控制； 提供用户和系统所需的绝对时间（日历时钟、墙钟）。
中断的分类：
外部中断和内部中断
来自处理机外部的事件，称为外部中断，如I/O中断、外中 断。 来自处理机的中断，称为内部中断，如硬件故障中断、程 序性中断、访管中断。这类中断有时称俘获（也有称陷入、 陷阱、自陷、俘获等，它的英文名称为 trap ，来自早期的 UNIX系统）
强迫性中断 和 自愿性中断
什么是操作系统虚拟机 在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操 作系统虚拟机。 操作系统的核心在裸机上运行 用户程序在扩充后的机器上运行
应用程序 扩充后的机器
裸机
操作系统 用户程序
操作系统虚拟机的指令系统
裸机的指令系统是什么？
机器指令
操作系统虚拟机的指令系统？ 操作系统虚拟机的指令系统，又称为操作命令 语言。虚拟机的功能是通过它提供的命令体现 的。 （1）操作命令（又称命令接口）
处理机的状态是变化的，它有时会处于用户态，有时会 处于管态。
4. 特权指令集
在核态下操作系统可以使用所有指令，包括一 组特权指令。 改变机器状态的指令 修改特殊寄存器的指令 涉及外部设备的输入/输出指令
允许和禁止中断； 在进程之间切换处理机； 存取用于内存保护的寄存器； 执行输入和输出操作； 停止一个中央处理机的工作。
（3）用户态（User mode） 用户程序执行时机器所处的状态。在此状态下 禁止使用特权指令，不能直接取用资源与改机器 状态，并且只允许用户程序访问自己的存储区域。
管态
用户态
用户程序执行 禁止使用特权指令 只允许用户程序访问 自己的存储区域
操作系统的程序执行 使用全部指令 （包括一组特权指令） 使用全部系统资源 （包括整个存储区域）
作业控制语言、键盘命令、图形化用户界面
Байду номын сангаас
（2）系统功能调用（又称程序接口）
（二） 操作系统逻辑结构
UNIX系统体系结构
Unix系统组成：
硬件（裸机） 核心层 实用层 其他应用程序
CC、Shell、Gui用户程序
核外程序 sh who a.out date wc grep
cd vi ld comp cpp UNIX核心 裸机