OS第11章Windows系统
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二. 分段机制与段描述符表
Windows 系统采用了分段机制保护模式。 一个Windows 系统的应用程序由若干个段组成，每一 个分段形成一个32位的线性地址空间。 在应用程序活动时，首先要得到的是该线性地址空间 中的一个线性逻辑地址。 在保护模式下得到这样的线性地址的方法是： 段寄存器（CS、DS、ES、SS)中的值为“段选择符”， 通过段选择符的值来索引全局描述符表GDT或局部描 述符表LDT，以获得此段的基地，再加上偏移值，即得到线 性地址。
一. Windows操作系统提供的用户界面 操作系统提供的用户界面
1. 多窗口图形用户界面 (1) Windows 窗口 什么是Windows 窗口—— 窗口是任何一个Windows 应用程序基本的输入和输 出形式，是应用程序单独访问的一块显示区。 窗口看作“虚拟”显示器，它有自己的坐标系和分 辨率（可变)，有自己的色彩表、光标和字体，并暂时占 有鼠标器和键盘
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二. Windows 系统线程调度
Windows 采用可剥夺的调度策略。 有两个调度程序——初始调度程序 时间片调度程序 初始调度程序： • 初始调度程序： 负责计算线程的优先级 时间片调度程序： • 时间片调度程序 负责确定时间片，并分配给线程
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Windows 系统线程调度
32位应用程序 线程 A 优先级==4 线程 B 优先级==20 16位应用程序 线程 C 优先级==16 线程 C 优先级==12 线程 C 优先级==20
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5. 即插即用功能 Windows 系统对系统底层硬件资源进行自动管理功能。 具有“即插即用”特性的设备，无需人工进行配置， 只要将它插到PC机相应的槽中，打开微机，即插即用子系 统便会自动识别设备。 对于新安装的硬件设备，系统会自动对该硬件进行设 置，并安装必要的驱动程序。 6. 网络与通信 它具有对等式网络支持、局域网互连以及远程连接等 能力。
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段页式地址变换 线性地址由分页机制得到在主存中的实地址 12 11 31
22 21 0
页表目录索引
页表索引
CR3
页偏移量
页表首址 主存块号
┆ ┆
页表目录 页表
31 12 11 0
块 号
偏移量
16
第十一章 小结
1. Windows操作系统的类型 2. Windows系统的用户界面的特点 3. 什么是Windows的窗口 4. 什么是文件夹 5. 什么是快捷操作 6. 什么是Windows的多任务性
4
共享的地址空间 16位Windows 应用程序 16位Windows 应用程序
MS DOS 虚拟机 MS DOS 虚拟机
MS DOS 虚拟机
文件管理子系统 第 0 环 组 件 可安装的文件系统管理程序 32位 FAT CD-ROM 文件系统 块 I/O 子系统 网络重 定向程序
(二) Windows用户界面 Windows用户界面
3
三. Windows操作系统的结构 操作系统的结构
第 3 环 组 件 系统虚拟机 32位Windows 应用程序 32位Windows 应用程序 Windows 子系统 Windows Kernel Windows GDI Windows User 虚拟机管理子系统 主存管理 调度程序 Vxds服务及动态装入程序 MS DOS VM 管理程序 设备驱动程序： 键盘、显示器、鼠标、 通信及其他
4GB 系统地址空间
3GB （系统 Vxds 及 Windows 系统 DLL) 2GB 0 共享地址空间 私享地址空间
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3. 段页式地址变换
段机制
分页机制
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0
31
0
31
0
31
0
段选择符 虚拟地址
： 偏移量 线性地址 物理地址
虚——实地址变换的两个步骤： • 由段选择符与偏移量通过段机制得到在虚存 中的线性地址 • 线性地址由分页机制得到在主存中的实地址
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(2) 文件夹 文件夹就是目录，它是目录的图形化表示。 文件夹包含应用程序、文档、子文件等对象。 (3) 快捷操作 用户通过建立对一个对象的链接而不是复制这个对 象拷贝来达到引用的目的。当为某个对象建立了快捷方式 后，可以很方便地通过它访问该对象。 2. API函数调用 函数调用
6
(三) Windows系统的进程 Windows系统的进程
7
(四) Windows线程调度 Windows线程调度
一. Windows 系统中的线程
Windows系统提供多线程技术。线程是比进程小的一 个活动单位，它是系统调度程序处理的重要对象。 线程是进程中的一条执行路径，它有自己私用的堆栈 和执行环境（处理器寄存器)，它与进程共享主存储器空 间，它是一个进程产生的多个线程中的一个。
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保护模式的分段机制
段选择符符 偏移值
┆ 基地址 ┆ + ┆
GDT或LDT
线性地址空间
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三. 虚拟存储管理
Windows 系统采用段页式虚拟存储管理系统。 1. 虚拟存储管理功能 一个应用程序可以有多个段，每个分段由一个或多个 4KB页面集组成。在装入一个应用程序的部分段或段内的 部分页面后就可开始运行。只有当应用程序真正引用它的 虚拟地址空间中的某个区域时，才会地址的映射。 2. 应用程序的虚存。 应用程序的虚存。
第十一章 Windows 系统
(一) Windows系统概述 Windows系统概述 (二) Windows系统的界面 Windows系统的界面 (三) Windows系统的进程 Windows系统的进程 (四) Windows系统线程调度 Windows系统线程调度 (五) Windows系统虚拟存储管理 Windows系统虚拟存储管理
一. Windows 系统的进程
Windows 把虚拟机中运行的应用程序作为进程。 • Windows 把每个MS DOS VM当作一个进程。 • System VM支持所有的Windows 应用程序（包括32 位和16位的应用程序)。Windows 把每个正在执行的 Windows 应用程序作为一个进程。 二. Windows 系统的多任务性 系统中多个任务（进程)在同时进行，它们在分时、 轮流地使用处理机。
பைடு நூலகம்
初始调度程序 比较所有线程 的优先级
时间片调度程序 为线程 B 和 D 分配处理机时间
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(五) 保护模式与虚拟主存管理
一. 保护模式
核心——通过段页式寻址机构实现多个任务之间的有 效隔离。 (1) 在段页式寻址机制下，CPU能访问多达4GB的寻址 空间，使得同时执行多个任务成为可能。 (2) 分段机制使段具有访问权限和特权级，操作系统的 代码和核心数据是被保护的，不允许应用程序访问，使得 操作系统与应用程序有效的隔离。 (3) 不同的应用程序各自拥有一个32位的线性地址空间， 访问各自的段，应用程序之间也被隔离开。
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(一) Windows系统概述 Windows系统概述
一. Windows操作系统的类型 操作系统的类型
Windows图形化的多任务操作系统。
二. Windows操作系统的特点 操作系统的特点
1. 图形化的、通用的用户界面 2. 可抢占的多任务（多进程)和多线程技 3. 容易理解、使用方便的文件系统 采用树型目录结构，以文件夹代表目录 4. 与MS DOS的兼容性 提供用于执行DOS命令和应用程序的完整的DOS环 境
二. 分段机制与段描述符表
Windows 系统采用了分段机制保护模式。 一个Windows 系统的应用程序由若干个段组成，每一 个分段形成一个32位的线性地址空间。 在应用程序活动时，首先要得到的是该线性地址空间 中的一个线性逻辑地址。 在保护模式下得到这样的线性地址的方法是： 段寄存器（CS、DS、ES、SS)中的值为“段选择符”， 通过段选择符的值来索引全局描述符表GDT或局部描 述符表LDT，以获得此段的基地，再加上偏移值，即得到线 性地址。
一. Windows操作系统提供的用户界面 操作系统提供的用户界面
1. 多窗口图形用户界面 (1) Windows 窗口 什么是Windows 窗口—— 窗口是任何一个Windows 应用程序基本的输入和输 出形式，是应用程序单独访问的一块显示区。 窗口看作“虚拟”显示器，它有自己的坐标系和分 辨率（可变)，有自己的色彩表、光标和字体，并暂时占 有鼠标器和键盘
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二. Windows 系统线程调度
Windows 采用可剥夺的调度策略。 有两个调度程序——初始调度程序 时间片调度程序 初始调度程序： • 初始调度程序： 负责计算线程的优先级 时间片调度程序： • 时间片调度程序 负责确定时间片，并分配给线程
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Windows 系统线程调度
32位应用程序 线程 A 优先级==4 线程 B 优先级==20 16位应用程序 线程 C 优先级==16 线程 C 优先级==12 线程 C 优先级==20
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5. 即插即用功能 Windows 系统对系统底层硬件资源进行自动管理功能。 具有“即插即用”特性的设备，无需人工进行配置， 只要将它插到PC机相应的槽中，打开微机，即插即用子系 统便会自动识别设备。 对于新安装的硬件设备，系统会自动对该硬件进行设 置，并安装必要的驱动程序。 6. 网络与通信 它具有对等式网络支持、局域网互连以及远程连接等 能力。
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段页式地址变换 线性地址由分页机制得到在主存中的实地址 12 11 31
22 21 0
页表目录索引
页表索引
CR3
页偏移量
页表首址 主存块号
┆ ┆
页表目录 页表
31 12 11 0
块 号
偏移量
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第十一章 小结
1. Windows操作系统的类型 2. Windows系统的用户界面的特点 3. 什么是Windows的窗口 4. 什么是文件夹 5. 什么是快捷操作 6. 什么是Windows的多任务性
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共享的地址空间 16位Windows 应用程序 16位Windows 应用程序
MS DOS 虚拟机 MS DOS 虚拟机
MS DOS 虚拟机
文件管理子系统 第 0 环 组 件 可安装的文件系统管理程序 32位 FAT CD-ROM 文件系统 块 I/O 子系统 网络重 定向程序
(二) Windows用户界面 Windows用户界面
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三. Windows操作系统的结构 操作系统的结构
第 3 环 组 件 系统虚拟机 32位Windows 应用程序 32位Windows 应用程序 Windows 子系统 Windows Kernel Windows GDI Windows User 虚拟机管理子系统 主存管理 调度程序 Vxds服务及动态装入程序 MS DOS VM 管理程序 设备驱动程序： 键盘、显示器、鼠标、 通信及其他
4GB 系统地址空间
3GB （系统 Vxds 及 Windows 系统 DLL) 2GB 0 共享地址空间 私享地址空间
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3. 段页式地址变换
段机制
分页机制
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0
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0
31
0
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段选择符 虚拟地址
： 偏移量 线性地址 物理地址
虚——实地址变换的两个步骤： • 由段选择符与偏移量通过段机制得到在虚存 中的线性地址 • 线性地址由分页机制得到在主存中的实地址
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(2) 文件夹 文件夹就是目录，它是目录的图形化表示。 文件夹包含应用程序、文档、子文件等对象。 (3) 快捷操作 用户通过建立对一个对象的链接而不是复制这个对 象拷贝来达到引用的目的。当为某个对象建立了快捷方式 后，可以很方便地通过它访问该对象。 2. API函数调用 函数调用
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(三) Windows系统的进程 Windows系统的进程
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(四) Windows线程调度 Windows线程调度
一. Windows 系统中的线程
Windows系统提供多线程技术。线程是比进程小的一 个活动单位，它是系统调度程序处理的重要对象。 线程是进程中的一条执行路径，它有自己私用的堆栈 和执行环境（处理器寄存器)，它与进程共享主存储器空 间，它是一个进程产生的多个线程中的一个。
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保护模式的分段机制
段选择符符 偏移值
┆ 基地址 ┆ + ┆
GDT或LDT
线性地址空间
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三. 虚拟存储管理
Windows 系统采用段页式虚拟存储管理系统。 1. 虚拟存储管理功能 一个应用程序可以有多个段，每个分段由一个或多个 4KB页面集组成。在装入一个应用程序的部分段或段内的 部分页面后就可开始运行。只有当应用程序真正引用它的 虚拟地址空间中的某个区域时，才会地址的映射。 2. 应用程序的虚存。 应用程序的虚存。
第十一章 Windows 系统
(一) Windows系统概述 Windows系统概述 (二) Windows系统的界面 Windows系统的界面 (三) Windows系统的进程 Windows系统的进程 (四) Windows系统线程调度 Windows系统线程调度 (五) Windows系统虚拟存储管理 Windows系统虚拟存储管理
一. Windows 系统的进程
Windows 把虚拟机中运行的应用程序作为进程。 • Windows 把每个MS DOS VM当作一个进程。 • System VM支持所有的Windows 应用程序（包括32 位和16位的应用程序)。Windows 把每个正在执行的 Windows 应用程序作为一个进程。 二. Windows 系统的多任务性 系统中多个任务（进程)在同时进行，它们在分时、 轮流地使用处理机。
பைடு நூலகம்
初始调度程序 比较所有线程 的优先级
时间片调度程序 为线程 B 和 D 分配处理机时间
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(五) 保护模式与虚拟主存管理
一. 保护模式
核心——通过段页式寻址机构实现多个任务之间的有 效隔离。 (1) 在段页式寻址机制下，CPU能访问多达4GB的寻址 空间，使得同时执行多个任务成为可能。 (2) 分段机制使段具有访问权限和特权级，操作系统的 代码和核心数据是被保护的，不允许应用程序访问，使得 操作系统与应用程序有效的隔离。 (3) 不同的应用程序各自拥有一个32位的线性地址空间， 访问各自的段，应用程序之间也被隔离开。
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(一) Windows系统概述 Windows系统概述
一. Windows操作系统的类型 操作系统的类型
Windows图形化的多任务操作系统。
二. Windows操作系统的特点 操作系统的特点
1. 图形化的、通用的用户界面 2. 可抢占的多任务（多进程)和多线程技 3. 容易理解、使用方便的文件系统 采用树型目录结构，以文件夹代表目录 4. 与MS DOS的兼容性 提供用于执行DOS命令和应用程序的完整的DOS环 境