第一章操作系統(tǒng)引論考研輔導(dǎo)

操作系統(tǒng)燕孝飛2011-02概述本課程共34學(xué)時(shí)。理論課主要內(nèi)容：引論進(jìn)程管理調(diào)度與死鎖存儲(chǔ)器管理文件管理設(shè)備管理教材及參考資料教材：湯子瀛等，《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》（修訂版），西安電子科技大學(xué)出版社參考書：范輝謝青松，操作系統(tǒng)原理與實(shí)訓(xùn)教程，高等教育出版社孟慶昌，操作系統(tǒng)，中央廣播電視大學(xué)出版社杜松等，出現(xiàn)頻率最高的100種典型題型精解精煉清華大學(xué)出版社恩波翔高，2012計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合復(fù)習(xí)指南，復(fù)旦大學(xué)出版社幾點(diǎn)要求充分認(rèn)識(shí)到操作系統(tǒng)的重要性。復(fù)習(xí)過程中的三種境界：加強(qiáng)理解，能夠用自己的語言描述出相關(guān)知識(shí)和原理。用專業(yè)術(shù)語描述相關(guān)原理。熟練運(yùn)用相關(guān)知識(shí)進(jìn)行解題。

第一章操作系統(tǒng)引論第一章操作系統(tǒng)引論

1.1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展過程1.3操作系統(tǒng)的基本特性1.4操作系統(tǒng)的主要功能1.5操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

硬件系統(tǒng)（裸機(jī)）：CPU、存儲(chǔ)器（主存、輔存）、I/O、I/O控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件：管理計(jì)算機(jī)本身的操作。如操作系統(tǒng)、編譯….

應(yīng)用軟件：提供給用戶進(jìn)行解題。如，科學(xué)計(jì)算、事物管理2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

圖1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)3.操作系統(tǒng)的目標(biāo)

目前存在著多種類型的OS，不同類型的OS，其目標(biāo)各有所側(cè)重。通常在計(jì)算機(jī)硬件上配置的OS，其目標(biāo)有以下幾點(diǎn)：

1.方便性

2.有效性

3.可擴(kuò)充性

4.開放性4.操作系統(tǒng)的地位

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件組成操作系統(tǒng)在硬件基礎(chǔ)上的第一層軟件是其他軟件和硬件之間的接口5.操作系統(tǒng)的作用

OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者

OS用作擴(kuò)充機(jī)器6.推動(dòng)操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?/p>

不斷提高計(jì)算機(jī)資源利用率方便用戶器件的不斷更新?lián)Q代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展過程1.2.1無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.人工操作方式

從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生(1946年)到50年代中期的計(jì)算機(jī)，屬于第一代，這時(shí)還未出現(xiàn)OS。計(jì)算機(jī)操作是由用戶采用人工操作方式直接使用計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，即由程序員將事先已穿孔(對(duì)應(yīng)于程序和數(shù)據(jù))的紙帶(或卡片)裝入紙帶輸入機(jī)(或卡片輸入機(jī))，再啟動(dòng)它們將程序和數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，然后啟動(dòng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行。當(dāng)程序運(yùn)行完畢并取走計(jì)算結(jié)果后，才讓下一個(gè)用戶上機(jī)。2.人工操作方式的特點(diǎn)特點(diǎn):用戶獨(dú)占全機(jī)CPU等待人工操作缺點(diǎn):計(jì)算機(jī)的有效機(jī)時(shí)嚴(yán)重浪費(fèi)效率低3.脫機(jī)輸入/輸出方式

在采用脫機(jī)輸入輸出方式時(shí)，程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出都是在外圍計(jì)算機(jī)的控制下完成的，即它們是脫離主機(jī)進(jìn)行的，故稱之為脫機(jī)輸入輸出操作。脫機(jī)I/O方式的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）減少了CPU的空閑時(shí)間。（2)提高I/O速度。圖1-2脫機(jī)I/O示意圖1.2.2單道批處理系統(tǒng)

單道批處理系統(tǒng)的處理過程

批處理是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)一批作業(yè)自動(dòng)進(jìn)行處理的一種技術(shù)。單道批處理在內(nèi)存中僅有一道作業(yè)。圖1-3單道批處理系統(tǒng)的處理流程2.單道批處理系統(tǒng)的特征

單道批處理系統(tǒng)是最早出現(xiàn)的一種OS，嚴(yán)格地說，它只能算作是OS的前身而并非是現(xiàn)在人們所理解的OS。該系統(tǒng)的主要特征如下：

(1)自動(dòng)性

(2)順序性

(3)單道性1.2.3多道批處理系統(tǒng)

1.多道程序設(shè)計(jì)的基本概念在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放若干道已開始運(yùn)行尚未結(jié)束的程序，它們交替運(yùn)行，共享系統(tǒng)中的各種硬、軟件資源，從而使處理機(jī)得到充分利用。在該系統(tǒng)中，用戶所提交的作業(yè)都先存放在外存上并排成一個(gè)隊(duì)列，稱為“后備隊(duì)列”；然后，由作業(yè)調(diào)度程序按一定的算法從后備隊(duì)列中選擇若干個(gè)作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，使它們共享CPU和系統(tǒng)中的各種資源。圖1-6單道和多道程序運(yùn)行情況2.多道批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)

多道性：多道指內(nèi)存中可同時(shí)駐留多道程序，某個(gè)時(shí)刻，某個(gè)作業(yè)占用CPU，若由于某種原因暫時(shí)不用CPU則系統(tǒng)讓第二個(gè)作業(yè)占用CPU。無序性多個(gè)作業(yè)完成的先后順序與它們進(jìn)入內(nèi)存的順序之間，并無嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。調(diào)度性3.多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：(1)資源利用率高；(2)系統(tǒng)吞吐量大；缺點(diǎn)：(1)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長；(2)無交互能力。適合大型科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理。

5.操作系統(tǒng)的定義

操作系統(tǒng)（OperatingSystem，簡(jiǎn)稱OS）是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理地對(duì)各類作業(yè)進(jìn)行調(diào)度，以及方便用戶使用的程序的集合。它能以盡量有效、合理的方式組織和管理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源，合理的組織計(jì)算機(jī)的工作流程，控制程序的執(zhí)行并向用戶提供各種服務(wù)功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效的使用計(jì)算機(jī)，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。它是系統(tǒng)軟件的核心，是計(jì)算機(jī)處理時(shí)必不可少的非常重要的軟件。1.2.4分時(shí)系統(tǒng)

1.分時(shí)系統(tǒng)(Time-SharingSystem)的產(chǎn)生分時(shí)系統(tǒng)是為了滿足用戶需求所形成的一種新型OS。它與多道批處理系統(tǒng)之間，有著截然不同的性能差別。用戶的需求具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)人—機(jī)交互

(2)共享主機(jī)

(3)便于用戶上機(jī)主機(jī)終端圖1-7分時(shí)系統(tǒng)示意圖2.分時(shí)系統(tǒng)的思想采用時(shí)間片輪的方法，同時(shí)為許多終端用戶服務(wù)，對(duì)每個(gè)用戶能保證足夠快的響應(yīng)時(shí)間，并提供交互會(huì)話的功能。時(shí)間片：將CPU的時(shí)間劃分成若干個(gè)片段,稱為時(shí)間片，操作系統(tǒng)以時(shí)間片為單位,輪流為每個(gè)終端用戶服務(wù)設(shè)計(jì)目標(biāo)：對(duì)用戶的請(qǐng)求及時(shí)響應(yīng)，并在可能條件下盡量提高系統(tǒng)資源的利用率。適合辦公自動(dòng)化、教學(xué)及事務(wù)處理等要求人機(jī)會(huì)話的場(chǎng)合。3.分時(shí)操作系統(tǒng)工作方式

一臺(tái)主機(jī)連接了若干個(gè)終端,每個(gè)終端有一個(gè)用戶在使用,交互式的向系統(tǒng)提出命令請(qǐng)求。系統(tǒng)接受每個(gè)用戶的命令,采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式處理服務(wù)請(qǐng)求,并通過交互方式在終端上向用戶顯示結(jié)果,用戶根據(jù)上步結(jié)果發(fā)出下道命令4.分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵問題

為實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)，其中，最關(guān)鍵的問題是如何使用戶能與自己的作業(yè)進(jìn)行交互，即當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入命令時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)接收并及時(shí)處理該命令，再將結(jié)果返回給用戶。此后，用戶可繼續(xù)鍵入下一條命令，此即人—機(jī)交互。即使有多個(gè)用戶同時(shí)通過自己的鍵盤鍵入命令，系統(tǒng)也應(yīng)能全部地及時(shí)接收并處理:(1)及時(shí)接收。

(2)及時(shí)處理。

5.分時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn)多路性交互性獨(dú)立性及時(shí)性同時(shí)有多個(gè)用戶使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)宏觀上：是多個(gè)人同時(shí)使用一個(gè)CPU微觀上：多個(gè)人在不同時(shí)刻輪流使用CPU用戶根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)一步提出新請(qǐng)求(用戶直接干預(yù)每一步)用戶感覺不到計(jì)算機(jī)為其他人服務(wù)（OS提供虛機(jī)器，各個(gè)用戶的虛機(jī)器互不干擾）系統(tǒng)對(duì)用戶提出的請(qǐng)求及時(shí)響應(yīng)

6.影響響應(yīng)時(shí)間的因素

終端數(shù)目多少調(diào)度算法（時(shí)間片的選取）信息交換量和信息交換速度機(jī)器處理能力請(qǐng)求服務(wù)的時(shí)間長短及服務(wù)請(qǐng)求的分布

1.2.5實(shí)時(shí)系統(tǒng)

“實(shí)時(shí)”，是表示“及時(shí)”，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)(Real-TimeSystem)是指系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。特點(diǎn)：及時(shí)性要求高，系統(tǒng)可靠性高。

1.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的分類實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)：通常是指以計(jì)算機(jī)為中心的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，又稱計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。如：鋼鐵冶煉和鋼板軋制的自動(dòng)控制、煉油、化工生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制,軍事控制等。實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)及時(shí)接收從遠(yuǎn)程終端發(fā)來的服務(wù)請(qǐng)求，根據(jù)用戶提出的問題對(duì)信息進(jìn)行檢索和處理，并在很短時(shí)間內(nèi)對(duì)用戶做出正確回答。例如：銀行，機(jī)票訂購系統(tǒng)、股市行情實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)等。2.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)主要追求目標(biāo)對(duì)外部請(qǐng)求在嚴(yán)格時(shí)間范圍內(nèi)作出反應(yīng)高可靠性安全性完整性實(shí)時(shí)系統(tǒng)必須和先進(jìn)的技術(shù)裝備相結(jié)合（1）多路性（2）獨(dú)立性（3）及時(shí)性（4）交互性（5）可靠性3.實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)特征的比較

1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展

操作系統(tǒng)（包括其前身）成為獨(dú)立的程序，已有40年的歷史，它經(jīng)過60和70年代的大發(fā)展時(shí)期，到80年代雖已趨于成熟，但它仍繼續(xù)沿著兩個(gè)方向繼續(xù)向前發(fā)展，一個(gè)是隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，形成多處理機(jī)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)；另一個(gè)則是把操作系統(tǒng)應(yīng)用于微機(jī)，形成微機(jī)操作系統(tǒng)。

1.多處理機(jī)操作系統(tǒng)

在1975年前后，打破了以單處理機(jī)體系結(jié)構(gòu)為主的局面，形成了由多臺(tái)處理機(jī)通過互連網(wǎng)絡(luò)連接在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。近年來所推出的大、中、小型機(jī)，大多數(shù)都在采用多處理機(jī)體系結(jié)構(gòu)，甚至在高檔微機(jī)中也出現(xiàn)了這種趨勢(shì)。

多處理機(jī)結(jié)構(gòu)

緊密耦合(TightlyCoupled)多處理機(jī)結(jié)構(gòu)松散耦合(LooselyCoupled)多處理機(jī)結(jié)構(gòu)

多處理機(jī)類型

主－從式獨(dú)立管理程序系統(tǒng)浮動(dòng)式管理程序控制方式2.嵌入式操作系統(tǒng)1)什么是嵌入式系統(tǒng)：在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，完成特定功能的軟硬件系統(tǒng)它們是一個(gè)大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中的一部分，這個(gè)大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)可以不是“計(jì)算機(jī)”通常工作在反應(yīng)式或?qū)μ幚頃r(shí)間有較嚴(yán)格要求環(huán)境中由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，因此稱為嵌入式系統(tǒng)2）嵌入式系統(tǒng)軟件：用于提供系統(tǒng)所需的功能和靈活性硬件=（處理器、ASIC、存儲(chǔ)器…）用于提供所需的性能以及部分安全機(jī)制專用門陣列模擬I/O處理器核存儲(chǔ)器3)嵌入式操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的OS，稱為嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)，是運(yùn)行在嵌入式智能芯片環(huán)境中，對(duì)整個(gè)智能芯片以及它所操作、控制的各種部件裝置等等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)度、指揮和控制的系統(tǒng)軟件。4）典型嵌入式操作系統(tǒng)的特性

完成某一項(xiàng)或有限項(xiàng)功能；不是通用型的在性能和實(shí)時(shí)性方面有嚴(yán)格的限制能源、成本和可靠性通常是影響設(shè)計(jì)的重要因素占有資源少、易于連接系統(tǒng)功能可針對(duì)需求進(jìn)行裁剪、調(diào)整和生成以便滿足最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求5）嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

通常配有源碼級(jí)可配置的系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)豐富的同步原語可選擇的調(diào)度算法可選擇內(nèi)存分配策略定時(shí)器與計(jì)數(shù)器多方式中斷處理支持多種異常處理選擇多種通信方式支持標(biāo)準(zhǔn)Ｃ語言庫數(shù)學(xué)運(yùn)算庫和開放式應(yīng)用程序接口并發(fā)性（Concurrence）共享性（Sharing）虛擬性（Virtual）異步性（Asynchronism）1.3操作系統(tǒng)的基本特性

操作系統(tǒng)的基本特性1.并發(fā)性并行性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生。并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。(與并發(fā)相似，但多指硬件支持）程序的并發(fā)執(zhí)行，有效地改善了系統(tǒng)資源的利用率和提高了系統(tǒng)的吞吐量，但它使系統(tǒng)復(fù)雜化，操作系統(tǒng)必須具有控制和管理各種并發(fā)活動(dòng)的能力。

2.共享性

操作系統(tǒng)中與多個(gè)用戶的程序共同使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源所謂共享是指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行進(jìn)程共同使用。并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)兩個(gè)最基本的特征，這兩者之間又是互為存在條件的。資源共享是以程序的并發(fā)為條件的，若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，自然不存在資源共享問題。若系統(tǒng)不能對(duì)資源共享實(shí)施有效的管理，也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行，甚至根本無法并發(fā)執(zhí)行。

3.虛擬性

在操作系統(tǒng)中，所謂虛擬，是指把一個(gè)物理上的實(shí)體，變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。物理實(shí)體(前者)是實(shí)的，而后者是虛的，相應(yīng)地，用于實(shí)現(xiàn)虛擬的技術(shù)，稱為虛擬技術(shù)。在OS中利用了多種虛擬技術(shù)，分別用來實(shí)現(xiàn)虛擬處理機(jī)、虛擬內(nèi)存、虛擬外部設(shè)備和虛擬信道等。

4.異步性(Asynchronism)

在多道程序環(huán)境下，允許多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，但由于競(jìng)爭(zhēng)資源等因素的限制，使進(jìn)程的執(zhí)行不是“一氣呵成，而是以“走走停?！钡姆绞竭\(yùn)行。1.4操作系統(tǒng)的主要功能從資源管理觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)具有五大功能：處理機(jī)管理存儲(chǔ)器管理設(shè)備管理文件管理用戶接口

1.處理機(jī)管理

主要任務(wù)：是對(duì)處理機(jī)的分配和運(yùn)行實(shí)施有效管理。對(duì)處理機(jī)管理，可歸結(jié)為對(duì)進(jìn)程的管理。

進(jìn)程管理的主要功能

進(jìn)程控制：當(dāng)用戶作業(yè)要運(yùn)行時(shí)，應(yīng)為之建立一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程，并為它分配除處理機(jī)以外的所有資源，將它放入進(jìn)程就緒隊(duì)列。當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行完成時(shí)，立即撤消該進(jìn)程，以便及時(shí)釋放其所占有的資源。進(jìn)程控制的基本功能就是創(chuàng)建和撤消進(jìn)程以及控制進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。進(jìn)程同步：所謂進(jìn)程同步是指系統(tǒng)對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行協(xié)調(diào)。最基本的進(jìn)程同步方式是使諸進(jìn)程以互斥方式訪問臨界資源。

進(jìn)程管理的主要功能（續(xù)）

此外，對(duì)于彼此相互合作、去完成共同任務(wù)的諸進(jìn)程，則應(yīng)由系統(tǒng)對(duì)它們的運(yùn)行速度加以協(xié)調(diào)。進(jìn)程通信：對(duì)于相互合作的進(jìn)程，在它們運(yùn)行時(shí)，相互之間往往要交換一定的信息，這種進(jìn)程間所進(jìn)行的信息交換稱為進(jìn)程通信。進(jìn)程調(diào)度：當(dāng)一個(gè)正在執(zhí)行的進(jìn)程已經(jīng)完成，或因某事件而無法繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度，重新分配處理機(jī)。進(jìn)程調(diào)度是指按一定算法，如最高優(yōu)先算法，從進(jìn)程就緒隊(duì)列中選出一進(jìn)程，把處理機(jī)分配給它，為該進(jìn)程設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，并使之投入運(yùn)行。2.存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器管理的主要任務(wù):為多道程序的并發(fā)運(yùn)行提供良好環(huán)境；便于用戶使用存儲(chǔ)器；提高存儲(chǔ)器的利用率；為盡量多的用戶提供足夠大的存儲(chǔ)空間。存儲(chǔ)器管理的功能內(nèi)存分配：多道程序能并發(fā)執(zhí)行的首要條件是，各道程序都有自己的內(nèi)存空間，因此，為每道程序分配內(nèi)存是存儲(chǔ)器管理的最基本功能。內(nèi)存保護(hù)：為保證各道程序都能在自己的內(nèi)存空間運(yùn)行而互不干擾，要求每道程序在執(zhí)行時(shí)能隨時(shí)檢查對(duì)內(nèi)存的所有訪問是否合法。必須防止因一道程序的錯(cuò)誤而擾亂了其它程序，尤其應(yīng)防止用戶程序侵犯操作系統(tǒng)的內(nèi)存區(qū)。

存儲(chǔ)器管理的功能（續(xù)）

地址映射：在多道程序的系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)必須提供把程序地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間對(duì)應(yīng)的物理地址的功能。地址映射功能可使用戶不必過問物理存儲(chǔ)空間的分配細(xì)節(jié)，從而為用戶編程提供了方便。內(nèi)存擴(kuò)充：由于物理內(nèi)存的大小可能限制了大型作業(yè)或多個(gè)作業(yè)的并發(fā)執(zhí)行，為了滿足用戶的要求并改善系統(tǒng)性能，必須對(duì)內(nèi)存加以擴(kuò)充。但我們無須去真正地增加內(nèi)存空間，而只須借助于虛擬存貯技術(shù)，便可獲得這樣地效果，使系統(tǒng)能運(yùn)行內(nèi)存要求量遠(yuǎn)比物理內(nèi)存大得多得作業(yè)，或讓更多得作業(yè)并發(fā)執(zhí)行。

3.設(shè)備管理

1)設(shè)備管理的主要任務(wù):為用戶程序分配I/O設(shè)備；完成用戶程序請(qǐng)求的I/O操作；提高CPU和I/O設(shè)備的利用率；改善人機(jī)界面。

2)設(shè)備管理程序應(yīng)具有的功能

緩沖管理：幾乎所有的外圍設(shè)備于處理機(jī)交換信息時(shí)，都要利用緩沖來緩和CPU和I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾，和提高CPU與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備間操作的并行程度，以提高CPU和I/O設(shè)備的利用率。設(shè)備分配：系統(tǒng)根據(jù)用戶所請(qǐng)求的設(shè)備類型和所采用的分配算法對(duì)設(shè)備進(jìn)行分配，并將未獲得所需設(shè)備的進(jìn)程放進(jìn)相應(yīng)設(shè)備的等待隊(duì)列。

設(shè)備處理：?jiǎn)?dòng)指定的I/O設(shè)備，完成用戶規(guī)定的I/O操作，并對(duì)由設(shè)備發(fā)來的中斷請(qǐng)求進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)，根據(jù)中斷類型進(jìn)行相應(yīng)的處理。虛擬設(shè)備功能：通常，把一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的設(shè)備稱為獨(dú)占設(shè)備。系統(tǒng)可通過某種技術(shù)使該設(shè)備成為能被多個(gè)用戶共享的設(shè)備，以提高設(shè)備利用率及加速程序的執(zhí)行過程?？墒姑總€(gè)用戶都感覺到自己在獨(dú)占該設(shè)備。

4.文件管理

文件存儲(chǔ)空間的管理目錄管理文件讀、寫管理文件保護(hù)向用戶提供接口

5.用戶接口

操作系統(tǒng)中有三種接口：命令接口、程序接口、圖形接口。1）命令接口：聯(lián)機(jī)用戶接口、脫機(jī)用戶接口2）程序接口3）圖形接口1.5操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.5.1軟件工程的基本概念

無結(jié)構(gòu)OS模塊化OS結(jié)構(gòu)分層式OS結(jié)構(gòu)1.5.2傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在早期開發(fā)操作系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)者只是把他的注意力放在功能的實(shí)現(xiàn)和獲得高的效率上，缺乏首尾一致的設(shè)計(jì)思想。這種OS是無結(jié)構(gòu)的。主要是編制緊湊程序，便于利用內(nèi)存，對(duì)