深度解析計算機操作系統(tǒng)結構(三)

1、韓都衣舍淘寶店 http:/ 潮州新聞網(wǎng) http:/ 韓都衣舍童裝時尚女裝 http:/ 網(wǎng)購韓都衣舍首選麥考林 http:/ 韓都衣舍官方旗艦店 http:/ 金彩 http:/ 深度解析深度解析計算機操作系統(tǒng)結構（三）計算機操作系統(tǒng)結構（三）系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成操作系統(tǒng)服務操作系統(tǒng)服務系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序系統(tǒng)結構系統(tǒng)結構虛擬機虛擬機系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 1、進程管理 創(chuàng)建和刪除用戶進程和系統(tǒng)進程 暫停和重啟動進程 提供進程同步機制 提供進程通信機制 提供死鎖處理機制 48章詳細闡述232、內(nèi)存管理、內(nèi)存管理 記錄內(nèi)存的哪部分正在被使用及被誰使用記錄內(nèi)存的哪部分正在被使用及被誰使用 當

2、內(nèi)存空間可用時，決定哪些進程可以裝入內(nèi)存當內(nèi)存空間可用時，決定哪些進程可以裝入內(nèi)存 根據(jù)需要分配和釋放內(nèi)存空間根據(jù)需要分配和釋放內(nèi)存空間 9、10章詳細闡述章詳細闡述3、文件管理、文件管理 創(chuàng)建和刪除文件 創(chuàng)建和刪除目錄 提供操作文件和目錄的原語 將文件映射到二級存儲器上 在穩(wěn)定的存儲媒介上備份文件 11、12章詳細闡述454、輸入、輸入/輸出系統(tǒng)管理輸出系統(tǒng)管理I/O子系統(tǒng)負責，由以下幾部分組成：子系統(tǒng)負責，由以下幾部分組成： 包括緩沖器、高速緩存和脫機打印的內(nèi)存管理部分包括緩沖器、高速緩存和脫機打印的內(nèi)存管理部分 一個通用設備驅(qū)動程序的接口一個通用設備驅(qū)動程序的接口 用于特定硬件設備的驅(qū)動

3、程序用于特定硬件設備的驅(qū)動程序 13章詳細闡述章詳細闡述65、二級存儲管理、二級存儲管理 內(nèi)存小內(nèi)存小二級存儲器二級存儲器(secondary storage)備份內(nèi)存?zhèn)浞輧?nèi)存 一般使用硬盤作為二級存儲器，因此操作系統(tǒng)需要負責有一般使用硬盤作為二級存儲器，因此操作系統(tǒng)需要負責有關硬盤管理的活動，列舉如下關硬盤管理的活動，列舉如下 空閑空間管理空閑空間管理 存儲空間分配存儲空間分配 硬盤調(diào)度硬盤調(diào)度 14章詳細闡述章詳細闡述76、其他、其他 聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)：分布式系統(tǒng)：分布式系統(tǒng)(distributed system)中的處理器通過中的處理器通過通信網(wǎng)絡相連，通信網(wǎng)絡設計必須考慮消息路由、連接策通信網(wǎng)

4、絡相連，通信網(wǎng)絡設計必須考慮消息路由、連接策略、競爭和安全問題等（略、競爭和安全問題等（15、17章）章） 保護系統(tǒng)保護系統(tǒng)：控制程序、進程或用戶訪問由計算機系統(tǒng)定義：控制程序、進程或用戶訪問由計算機系統(tǒng)定義的資源（的資源（18章）章） 命令解釋系統(tǒng)命令解釋系統(tǒng)：命令解釋程序是用戶和操作系統(tǒng)之間的接：命令解釋程序是用戶和操作系統(tǒng)之間的接口口0命令行方式（命令行方式（DOS）0圖形用戶接口（圖形用戶接口（WINDOWS）8操作系統(tǒng)服務操作系統(tǒng)服務一般操作系統(tǒng)提供的服務如下一般操作系統(tǒng)提供的服務如下 程序執(zhí)行程序執(zhí)行 I/O操作操作 文件系統(tǒng)操作文件系統(tǒng)操作 通信通信 錯誤檢測錯誤檢測 資源分配資

5、源分配 統(tǒng)計統(tǒng)計 保護保護9系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用1、系統(tǒng)調(diào)用（、系統(tǒng)調(diào)用（system call）提供了進程與操作系統(tǒng)之間的接口提供了進程與操作系統(tǒng)之間的接口2、向操作系統(tǒng)傳遞參數(shù)的方法、向操作系統(tǒng)傳遞參數(shù)的方法0通過寄存器通過寄存器0存放在內(nèi)存的塊或表中，并將塊的地址作為參數(shù)傳遞給寄存器存放在內(nèi)存的塊或表中，并將塊的地址作為參數(shù)傳遞給寄存器0通過程序放在或壓到堆棧中，并通過操作系統(tǒng)彈出堆棧通過程序放在或壓到堆棧中，并通過操作系統(tǒng)彈出堆棧3、系統(tǒng)調(diào)用大致可分成、系統(tǒng)調(diào)用大致可分成5類類0進程控制進程控制0文件管理文件管理0設備管理設備管理0信息維護信息維護1)通信通信104、系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)要點、系

6、統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)要點 編寫系統(tǒng)調(diào)用處理程序（核心函數(shù)）；編寫系統(tǒng)調(diào)用處理程序（核心函數(shù)）； 設計一張系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，每個入口地址都設計一張系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，每個入口地址都指向一個系統(tǒng)調(diào)用的處理程序；指向一個系統(tǒng)調(diào)用的處理程序； 陷入處理機制需開辟現(xiàn)場保護區(qū)，以保存發(fā)生系陷入處理機制需開辟現(xiàn)場保護區(qū)，以保存發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時的處理器現(xiàn)場。統(tǒng)調(diào)用時的處理器現(xiàn)場。115、系統(tǒng)調(diào)用的處理過程、系統(tǒng)調(diào)用的處理過程System CallSystem Call用戶程序用戶程序取系統(tǒng)功能號取系統(tǒng)功能號找入口地址表找入口地址表相應入口地址相應入口地址保護保護CPUCPU現(xiàn)場現(xiàn)場陷入指令陷入指令結束處理結束處理恢復

7、現(xiàn)場恢復現(xiàn)場A A0 0SUBSUB0 0SUB1SUB1SUBiSUBiSUBnSUBnA1A1AiAiAnAn系統(tǒng)調(diào)用處理子程序系統(tǒng)調(diào)用處理子程序A A0 0A1A1AiAiAnAn系統(tǒng)調(diào)用陷入機構系統(tǒng)調(diào)用陷入機構入口地址表入口地址表126、系統(tǒng)調(diào)用與過程（函數(shù)）調(diào)用的區(qū)別、系統(tǒng)調(diào)用與過程（函數(shù)）調(diào)用的區(qū)別 被調(diào)用代碼的位置被調(diào)用代碼的位置0調(diào)用程序和被調(diào)用的函數(shù)代碼都是目標代碼的一部分調(diào)用程序和被調(diào)用的函數(shù)代碼都是目標代碼的一部分0系統(tǒng)調(diào)用的處理代碼在調(diào)用程序之外（在系統(tǒng)調(diào)用的處理代碼在調(diào)用程序之外（在OSOS內(nèi)核中）內(nèi)核中） 提供方式提供方式0函數(shù)由編譯系統(tǒng)提供函數(shù)由編譯系統(tǒng)提供0系統(tǒng)

8、調(diào)用由操作系統(tǒng)提供系統(tǒng)調(diào)用由操作系統(tǒng)提供 調(diào)用的實現(xiàn)調(diào)用的實現(xiàn)0函數(shù)通過一般的跳轉指令實現(xiàn)，在用戶態(tài)運行函數(shù)通過一般的跳轉指令實現(xiàn)，在用戶態(tài)運行0系統(tǒng)調(diào)用通過中斷機構實現(xiàn)，在核心態(tài)運行系統(tǒng)調(diào)用通過中斷機構實現(xiàn)，在核心態(tài)運行13系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序提供了一個方便的環(huán)境，以開發(fā)程序和執(zhí)行程系統(tǒng)程序提供了一個方便的環(huán)境，以開發(fā)程序和執(zhí)行程序，可分為如下幾類序，可分為如下幾類0文件管理文件管理0狀態(tài)信息狀態(tài)信息0文件修改文件修改0程序語言支持程序語言支持0程序裝入和執(zhí)行程序裝入和執(zhí)行1) 通信通信14系統(tǒng)結構系統(tǒng)結構1、簡單結構、簡單結構 MS-DOS：沒有被仔細劃分成模塊沒有被仔細劃分成模塊 U

9、NIX：最初兩部分（內(nèi)核、系統(tǒng)程序），后來進一步劃最初兩部分（內(nèi)核、系統(tǒng)程序），后來進一步劃分為一系列接口和設備驅(qū)動程序，最后發(fā)展為分層結構分為一系列接口和設備驅(qū)動程序，最后發(fā)展為分層結構2、分層方法、分層方法 思想：將操作系統(tǒng)分成若干層，每層建立在較低層之上。思想：將操作系統(tǒng)分成若干層，每層建立在較低層之上。最底層是硬件，最高層是用戶接口最底層是硬件，最高層是用戶接口 優(yōu)點：簡化了系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)優(yōu)點：簡化了系統(tǒng)的設計和實現(xiàn) 主要困難：對層的定義主要困難：對層的定義 存在問題：效率稍差存在問題：效率稍差15 3、微內(nèi)核、微內(nèi)核思想：將所有非基本部分從內(nèi)核中移走，并將它們當作思想：將所有非基本

10、部分從內(nèi)核中移走，并將它們當作系統(tǒng)級程序和用戶級程序來實現(xiàn)，以產(chǎn)生更小的內(nèi)核。系統(tǒng)級程序和用戶級程序來實現(xiàn)，以產(chǎn)生更小的內(nèi)核。主要功能：提供客戶程序和運行在用戶空間的各種服務主要功能：提供客戶程序和運行在用戶空間的各種服務之間進行通信的能力。之間進行通信的能力。優(yōu)點優(yōu)點0便于擴充便于擴充0便于移植便于移植1) 提供了更好的安全性和可靠性提供了更好的安全性和可靠性16 4、混合結構、混合結構 WINDOWS NT分層微內(nèi)核，其客戶服務器結構如圖分層微內(nèi)核，其客戶服務器結構如圖所示：所示：17虛擬機虛擬機 思想：提供與基本硬件相同的接口，使得每個進程都有思想：提供與基本硬件相同的接口，使得每個進程都有一個與基本計算機一樣的（虛擬）拷貝一個與基本計算機一樣的（虛擬）拷貝Non-virtual MachineVirtual Machine18 主要困難：磁盤系統(tǒng)可能供不應求，解決方法是提供虛擬磁盤主要困難：磁盤系統(tǒng)可能供不應求，解決方法是提供虛擬磁盤實現(xiàn)：困難（用戶模式和監(jiān)控模式的轉換）實現(xiàn)：困難（用戶模式和監(jiān)控模式的轉換）優(yōu)點優(yōu)點0 通過完全保護系統(tǒng)資源，虛擬機提供了一個堅實的安全層通過完全保護系統(tǒng)資源，虛擬機提供了一個堅實的安全層0 虛