操作系统概念培训课件.ppt

I/O系统由如下部分组成：
包括缓冲器、高速缓存和脱机打印的内存管理 部分
一个通用设备驱动程序的接口 用于特定硬件设备的驱动程序
。
7
3.1.5 二级存储管理
由于内存太小而不能容纳所有数据和程序，再 加上掉电后它会失去所拥有的数据，计算机系 统必须提供二级存储器，以备份内存。
许多现代计算机系统采用磁盘作为主要在线存 储媒介来存储程序和数据。
。
24
分层方法
操作系统分成若干层，每层建立在较低层之上。 最底层（层0）是硬件，最高层（层N）是用户 接口
分层法的主要优点是模块化。选择了分层，这 样每层只能利用较低层的功能（或操作）和服 务。
分层法的主要困难涉及到对层的仔细认真的定 义
。
5
3.1.3 文件管理
为了便于使用计算机系统，操作系统提供了统一的逻 辑信息存储观点。操作系统对存储设备的物理属性进 行了抽象，定义了逻辑存储单元即文件。操作系统将 文件映射到物理媒介上，并通过对这些存储设备访问 这些文件。
文件是由其创建者定义的一组相关信息的集合。
通常，文件表示程序（源程序和目标程序）和数据
进程创建和管理 I/O处理 二级存储管理 内存管理 文件系统访问 保护 联网
用来接收与解释控制语句的程序有不同的名称
命令行解释器 外壳(Shell, in UNIX)
。
11
3.2 操作系统服务
程序执行 I/O操作 文件系统操作 通信 错误检测 资源分配 统计 保护
。
12
3.3 系统调用
系统调用提供了进程与操作系统之间的接口
这些调用通常以汇编语言指令的形式提供 有些语言（如C, C++和Perl）已经取代了汇编语言而直
接用于系统编程
向操作系统传递参数通常用三种方法
通过寄存器来传递参数 参数数量可能会比寄存器多
将参数存放在内存的块或表中，并将块的地址作为参数 传递给寄存器 指针
通信：创建、删除通信连接，发送、接收消息， 传递状态信息等
。
15
MS-DOS执行状态
。
16
运行多个程序的UNIX
。
17
通信模型
。
18
3.4 系统程序
系统程序提供了一个方便的环境，以开发程序和执行 程序。它们可分为以下几类：
文件管理 状态信息 文件修改 程序语言支持 程序装入和执行 通信 应用程序
将参数放在堆栈中，并通过操作系统弹出堆栈 不限制所传递参数的数量或长度
。
13
参数作为表传递
。
14
系统调用的类型
进程控制：结束，中止，装入，执行，创建、 终止进程等
文件管理：创建文件，删除文件，打开，关闭 文件等
设备管理：请求设备，释放设备，读、写、重 定位设备等
信息维护：读取时间或日期、设置时间或日期 等
操作系统概念
第三章：操作系统结构
。
1
本章主要内容
本章将从用户角度、程序员角度和操作系统设计人员 角度来分别研究操作系统的三个方面。
1. 系统组成 2. 操作系统服务 3. 系统调用 4. 系统程序 5. 系统结构 6. 虚拟机 7. 系统设计与实现 8. 系统生成
。
2
3.1 系统组成
进程管理 内存管理 文件管理 输入/输出系统管理 二级存储管理 联网 保护系统 命令解释系统
能层次并没有很好的分离开来。
。
21
MS-DOS层次结构
。
22
UNIX系统结构
UNIX － 最初受到硬件功能的限制，它由两个 独立的部分组成
内核
包括系统调用接口之下和物理 硬件之上的所有部分 内核通过系统调用提供文件系统、CPU调度、内存管
理和其他操作系统功能。
系统程序
。
23
UNIX系统结构图
。
3
3.1.1 进程管理
进程指的是运行着的程序
进程需要一定的资源来完成任务，包括CPU时 间，内存，文件和I/O设备
OS负责以下与进程管理有关的活动
创建和删除用户进程和系统进程 悬挂（暂停）和继续进程 提供进程同步机制 提供进程通信机制 提供死锁处理机制
。
4
3.1.2 内存管理
内存是一字节或字的一个大的阵列，每个字或字节都 有自己的地址。
内存是可以被CPU和I/O设备所共同快速访问的数据的仓 库
内存是易失性的存储设备。在系统失败的情况下，内 存将会丢失其内容。
OS负责以下与内存管理相关的活动
记录内存的哪部分正在被使用及被谁使用 当内存空间可用时，决定哪些进程可以装入内存 根据需要分配和释放内存空间
OS负责以下有关文件管理的活动：
创建和删除文件 创建和删除目录 提供操作文件和目录的原语 将文件映射到二级存储器（辅存）上 在稳定（非易失的）存储媒介上备份文件
。
6
3.1.4 I/O系统管理
操作系统的目标之一是为用户隐藏特定硬件设 备的特质。只有设备驱动程序才知道被指定的 设备的特质。
OS负责下列有关硬盘管理的活动
空闲空间管理
存储空间分配
硬盘调度
。
8
3.1.6 联网（分布式系统）
分布式系统是一组不共享内存、外设和时钟的 处理器的集合。
这些处理器都有各自的内存和时钟
系统中的处理器通过通信网络相连 通信双方需采用相同的协议 分布式系统使得用户能够访问多个系统资源 对共享资源的访问可以使计算加速、功能加强、
绝大多数用户所看到的操作系统是由系统程序而不是 实际系统调用定义的。
。
19
3.5 系统结构
简单结构
DOS UNIX
分层方法 微内核
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
。
20
MS-DOS系统结构
MS-DOS － 利用最小的空间提供最多的功能
没有被划分成模块 尽管MS-DOS拥有一些结构，但它的接口和功
提供数据可用性以及增强可靠性
。
9
3.1.7 保护系统
保护是控制程序、进程或用户访问由计算机系 统定义的资源的机制。
这种保护机制必须能够：
区分已授权的和未授权的使用 提供一定的方法以规定所有要进行的控制 提供提供加强控制的方法
。
10
3.1.8 命令解释系统
许多命令通过控制语句交给操作系统