操作系統(tǒng)·概論解析

第一章概論第

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章 概論計(jì)算機(jī)與操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)與操作系統(tǒng)的發(fā)展存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)操作系統(tǒng)的基本概念操作系統(tǒng)的定義及其在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位操作系統(tǒng)的功能、特性及其應(yīng)解決的基本問題操作系統(tǒng)的總體框架操作系統(tǒng)接口、構(gòu)造模式、Linux結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的幾種觀點(diǎn)用戶觀點(diǎn)、資源觀點(diǎn)、進(jìn)程觀點(diǎn)、分層觀點(diǎn)安全操作系統(tǒng)回顧上一節(jié)課內(nèi)容一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展第一代計(jì)算機(jī)：電子管第二代計(jì)算機(jī)：晶體管第三代計(jì)算機(jī)：集成電路2多.程操序作設(shè)計(jì)系技術(shù)統(tǒng)--的>多基道批本處類理系型統(tǒng)3.操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)第四代計(jì)算機(jī)：超大規(guī)模集成電路二、操作系統(tǒng)的發(fā)展1.操作系統(tǒng)的產(chǎn)生手工操作階段-->成批處理-->脫機(jī)輸入/輸出-->單道批處理系

統(tǒng)多統(tǒng)多程序設(shè)計(jì)技術(shù)批處理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、微機(jī)操作系統(tǒng)（DOS、Windows、OS/2、UNIX、Linux）Windows與Windows的區(qū)別操作系統(tǒng)的發(fā)展人工操作階段單道批處理多道程序設(shè)計(jì)多道批處理分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分布式系統(tǒng)手工操作階段手工操作階段（1946年-50年代中期）運(yùn)算器主機(jī) 控制器存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)的手工操作方式控制臺(tái)機(jī)器作業(yè)在機(jī)器上人工操操作時(shí)間與機(jī)器有速度計(jì)算所需時(shí)間作時(shí)間效運(yùn)行時(shí)間之比1萬次/秒1小時(shí)3分鐘1：2060萬次/秒1分鐘3分鐘3：1操作系統(tǒng)的產(chǎn)生批處理把用戶提交的作業(yè)（相應(yīng)的程序、數(shù)據(jù)和處理步驟）成批送入計(jì)算機(jī)，然后由作業(yè)調(diào)度程序自動(dòng)選擇作業(yè)運(yùn)行。這樣能縮短作業(yè)之間的交接時(shí)間，減少處理機(jī)的空閑等待，從而提高了系統(tǒng)效率。成批處理運(yùn)算器主機(jī)控制器存儲(chǔ)器控制臺(tái)輸入設(shè)備 外圍機(jī)輸出設(shè)備外圍機(jī)磁盤磁盤脫機(jī)輸入/輸出方式減少了CPU的空閑時(shí)間，緩和了人機(jī)矛盾提高了I/O速度，緩解了CPU和I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾單道批處理系統(tǒng)的形成當(dāng)有大量用戶作業(yè)提交計(jì)算中心要求處理時(shí)，操作員可按優(yōu)先程度、類型等因素選擇一批作業(yè)，以脫機(jī)方式輸入磁盤再由系統(tǒng)中配備的監(jiān)督程序（Monitor）自動(dòng)地控制每個(gè)作業(yè)從調(diào)入內(nèi)存、匯編或編譯、裝配連接、啟動(dòng)執(zhí)行、輸出結(jié)果的全過程，并使作業(yè)一個(gè)接一個(gè)地連續(xù)處理，直到這批作業(yè)全部完成為止。監(jiān)督程序標(biāo)準(zhǔn)輸入程序輸入用戶作業(yè)程序編譯后的用戶作業(yè)程序裝配好的用戶作業(yè)程序執(zhí)行執(zhí)行結(jié)果輸出結(jié)果編譯程序裝配程序標(biāo)準(zhǔn)輸出及善后處理程序調(diào)用一些子程序轉(zhuǎn)到下一個(gè)作業(yè)輸入這里，監(jiān)督程序是事實(shí)上的管理者，也是后來形成的操作系統(tǒng)的雛形。由于系統(tǒng)對(duì)作業(yè)的

處理都是成批進(jìn)行的，而且在內(nèi)存中始終只

保持一道作業(yè)，所以

稱之為單道批處理系

統(tǒng)。注意：單道程序工作示例計(jì)算

請(qǐng)求輸入啟動(dòng)I/O I/O完成CPU工作用戶程序監(jiān)督程序I/O操作繼續(xù)計(jì)算結(jié)束中斷t中央處理機(jī)外部設(shè)備外部設(shè)備程序A

程序B

程序A

程序B磁盤輸入

輸入結(jié)束打印輸出磁帶輸入輸出結(jié)束輸出結(jié)束t輸入結(jié)束繪圖輸出多道程序設(shè)計(jì)20世紀(jì)60年代初期，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)獲得了兩個(gè)方面的發(fā)展，一是通道的引入，二是中斷技術(shù)的出現(xiàn)。在20世紀(jì)60年代中期引入了多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序，使他們?cè)诠芾沓绦蚩刂浦拢嗷ゴ┎宓剡\(yùn)行。多道程序設(shè)計(jì)舉例設(shè)一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有輸入機(jī)一臺(tái)、打印機(jī)兩臺(tái)，現(xiàn)有二道程序同時(shí)投入運(yùn)行，且程序A先開始運(yùn)行，程序B后運(yùn)行。程序A的運(yùn)行軌跡為：計(jì)算50ms，打印信息100ms，再計(jì)算50ms,打印信息100ms,結(jié)束。程序B運(yùn)行的軌跡為：計(jì)算50ms，輸入數(shù)據(jù)80ms，再計(jì)算100ms，結(jié)束。要求：(1)用圖畫出這二道程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)的工作情況。

(2)說明在二道程序運(yùn)行時(shí)，CPU有無空閑等待？若有，在哪段時(shí)間內(nèi)等待？為什么會(huì)空閑等待？(3)程序A、B運(yùn)行時(shí)有無等待現(xiàn)象？在什么時(shí)候會(huì)發(fā)生等待現(xiàn)象？多道程序運(yùn)行的特征如下：多道即計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序。

(2)宏觀上并行同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序都處于運(yùn)行過程中，即它們先后開始了各自的運(yùn)行，但都未運(yùn)行完畢。(3)微觀上串行從微觀上看，內(nèi)存中的多道程序輪流地或分時(shí)地占有處理機(jī)，交替執(zhí)行(單處理機(jī)情況)。在批處理多道操作系統(tǒng)控制下，允許多個(gè)作業(yè)同時(shí)裝入主存儲(chǔ)器，使CPU輪流地執(zhí)行多個(gè)作業(yè)，各個(gè)作業(yè)可以同時(shí)使用各自所需外圍設(shè)備。此類操作系統(tǒng)有代表性的是IBM公司為IBM360機(jī)器配置的操作系統(tǒng)

OS/360。多道批處理系統(tǒng)操作系統(tǒng)的基本類型最大優(yōu)點(diǎn)：資源利用率高系統(tǒng)吞吐量大最大缺點(diǎn)：無交互能力平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)就是為了滿足用戶對(duì)人機(jī)交互、多用戶共享主機(jī)以及方便作業(yè)控制等需要而形成的一種新型操作系統(tǒng)。在一臺(tái)主機(jī)上連接了多個(gè)帶有顯示器和鍵盤的終端，同時(shí)允許多個(gè)用戶共享主機(jī)中的資源，每個(gè)用戶都可以通過終端以交互方式使用計(jì)算機(jī)。分時(shí)操作系統(tǒng)是支持多個(gè)終端用戶，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的系統(tǒng)?，F(xiàn)今流行的操作系統(tǒng)中Linux、Windows、OS/2以及UNIX都是分時(shí)系統(tǒng)。分時(shí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，必須解決以下兩個(gè)最為關(guān)鍵的問題：分割CPU時(shí)間片，使多個(gè)終端用戶共享系統(tǒng)資源。時(shí)間片長短的選擇至關(guān)重要，它將直接影響著分時(shí)系統(tǒng)的性能目標(biāo)。如果時(shí)間片過長，則無法滿足用戶對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求；如果時(shí)間片過短，則會(huì)使系統(tǒng)為了多個(gè)終端用戶之間切換處理而需要花費(fèi)的額外開銷大大增加，從而降低系統(tǒng)效率。系統(tǒng)為每個(gè)聯(lián)機(jī)的終端用戶創(chuàng)建一個(gè)操作界面，使終端用戶能方便地與自己的作業(yè)命令交互。分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)的特征多路性：若干用戶可同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)按分時(shí)原則為每個(gè)用戶服務(wù)。獨(dú)立性：每個(gè)用戶各自獨(dú)立的工作。交互性：用戶能方便地與系統(tǒng)進(jìn)行人—機(jī)對(duì)話。及時(shí)性：用戶能在很短時(shí)間內(nèi)得到系統(tǒng)的響應(yīng)。多路性交互性獨(dú)立性及時(shí)性實(shí)時(shí)系統(tǒng)能使計(jì)算機(jī)接收到外部信號(hào)后及時(shí)進(jìn)行處理，并且在嚴(yán)格的規(guī)定時(shí)間內(nèi)處理結(jié)束，再給出

反饋信號(hào)，這樣的操作系統(tǒng)稱為實(shí)時(shí)操作系

統(tǒng)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特征及時(shí)響應(yīng)高可靠性和安全性：（不強(qiáng)求系統(tǒng)資源的利用率）系統(tǒng)的整體性強(qiáng)交互會(huì)話功能較弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)的用途實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理：用于要求對(duì)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的系統(tǒng)。例如：飛機(jī)訂票系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)等實(shí)時(shí)工業(yè)控制：用于工業(yè)生產(chǎn)過程、軍事武器等實(shí)時(shí)控制。例如：化學(xué)反應(yīng)堆控制系統(tǒng)、導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展注意：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義：將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過通信設(shè)備和線路連接起來，由功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件將其有機(jī)地聯(lián)系到一起并進(jìn)行管理，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類。按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的大小，分為局域網(wǎng)（LAN）、廣域網(wǎng)（WAN）和城域網(wǎng)（MAN）三類。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)特有的功能。為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所配置的操作系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，它除了應(yīng)具備通常意義上的操作系統(tǒng)所具有的功能外，最為突出的就是還應(yīng)該具有網(wǎng)絡(luò)管理模塊和通信軟件。通信軟件是一種交流的協(xié)議，是各計(jì)算機(jī)在通信中需要共同遵守的規(guī)則。具體地說，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)應(yīng)具有下述5個(gè)方面

的功能：網(wǎng)絡(luò)通信、資源管理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理和互操作能力。多用戶分時(shí)系統(tǒng)看上去與星型連接結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相似，但兩者完全不同。分時(shí)系統(tǒng)中各用戶使用的是由顯示器、鍵盤和一個(gè)串行接口組成的終端，沒有CPU和內(nèi)存，也就沒有處理能力；而網(wǎng)絡(luò)中都是具有獨(dú)立運(yùn)行能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。個(gè)人計(jì)算機(jī)上配置適當(dāng)?shù)姆抡孳浖蛴布?，也可以作為一臺(tái)智能終端來使用。分布式操作系統(tǒng)分布式系統(tǒng)是一個(gè)一體化的系統(tǒng)，在整個(gè)系統(tǒng)中有一個(gè)全局的操作系統(tǒng)稱為分布式操作系統(tǒng)。分布式操作系統(tǒng)能使分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中若干臺(tái)計(jì)算機(jī)相互協(xié)作完成一個(gè)共同的任務(wù)。分布式系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的,它和常規(guī)網(wǎng)絡(luò)一樣具有模塊性、并行性、自治性和通信性等特點(diǎn)。但是，它比常規(guī)網(wǎng)絡(luò)又有進(jìn)一步的發(fā)展。例如，常規(guī)網(wǎng)絡(luò)中的并行性僅僅意味著獨(dú)立性，而分布式系統(tǒng)中的并行性還意味著合作。原因在于，分布式系統(tǒng)已不再僅僅是一個(gè)物理上的松散耦合系統(tǒng)，而同時(shí)又是一個(gè)邏輯上的緊密耦合的系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別在于前者具有多機(jī)合作和健壯性。操作系統(tǒng)的發(fā)展人工操作階段單道批處理多道程序設(shè)計(jì)多道批處理分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分布式系統(tǒng)操作系統(tǒng)的定義及其在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位操作系統(tǒng)是搭在硬件平臺(tái)上的第一層軟件，它負(fù)責(zé)把系統(tǒng)資源管理起來以便充分發(fā)揮它們的作用。編譯程序匯編程序正文編輯程序數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)操作系統(tǒng)裸機(jī)用戶1用戶2用戶3用戶n操作系統(tǒng)用戶應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與軟件的層次關(guān)系操作系統(tǒng)的其他表述

提供一個(gè)計(jì)算機(jī)用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更易于使用。（使用者）

有效地控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種硬件和軟件資源，使之得到更有效的利用。（資源管理者）

合理地組織計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作流程，以改善系統(tǒng)性能（如響應(yīng)時(shí)間、系統(tǒng)吞吐量）。操作系統(tǒng)較為完整的定義

操作系統(tǒng)是用來控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，以及方便用戶操作的程序集合。操作系統(tǒng)的功能功能：操作系統(tǒng)的宗旨是提高系統(tǒng)資源的利用率和方便用戶使用。處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、軟件資源管理、用戶接口1.處理機(jī)管理（進(jìn)程管理）處理機(jī)管理的主要任務(wù)是對(duì)處理機(jī)進(jìn)行分配，并對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行有效的控制和管理。在單道環(huán)境下，處理機(jī)為一個(gè)作業(yè)所獨(dú)占，其管理十分簡單。但在多道程序并發(fā)環(huán)境下，必須引入進(jìn)程以動(dòng)態(tài)地描述程序的執(zhí)行過程，并以進(jìn)程為單位來分配處理機(jī)，因而對(duì)處理機(jī)的管理可歸結(jié)為對(duì)進(jìn)程的管理。處理機(jī)管理的主要功能進(jìn)程控制進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程同步進(jìn)程通信為用戶作業(yè)分配必要的資源，并創(chuàng)建進(jìn)程。合理分配處理機(jī)時(shí)間，控制進(jìn)程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。撤消已結(jié)束的進(jìn)程，并回收其占有的資源。從進(jìn)程就緒隊(duì)列中，按某種調(diào)度算法選擇一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行。多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭處理機(jī)資源，可能存在同步和互斥關(guān)系，因此系統(tǒng)中必須設(shè)置同步機(jī)制，對(duì)各進(jìn)程的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)。多道環(huán)境下，進(jìn)程之間可能要相互合作完成共同的任務(wù)，這就需要在進(jìn)程之間實(shí)現(xiàn)信息交換。2.存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器是僅次于CPU的第二大珍貴資源，因?yàn)槠渥畲笕萘渴艿刂房偩€數(shù)量的限制。盡管硬件的發(fā)展使存儲(chǔ)器容量不斷擴(kuò)大，但無法滿足多道程序環(huán)境下用戶對(duì)存儲(chǔ)容量無止境的需求。因此，操作系統(tǒng)就要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行合理分配、保護(hù)和擴(kuò)充。存儲(chǔ)器管理的主要功能內(nèi)存分配地址映射內(nèi)存保護(hù)內(nèi)存擴(kuò)充為每道程序分配恰當(dāng)?shù)膬?nèi)存空間，使它們“各得其所”，盡可能地提高存儲(chǔ)器的利用率，并允許程序動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)內(nèi)存空間。程序調(diào)入內(nèi)存時(shí)，操作系統(tǒng)需要將程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換成其對(duì)應(yīng)的物理地址，也就是實(shí)現(xiàn)地址重定位或地址映射。確保每道程序都在自己的空間運(yùn)行，不允許用戶程序有意或無意地破壞系統(tǒng)數(shù)據(jù)，也不允許轉(zhuǎn)移到非共享的其他程序區(qū)。借助于虛擬存儲(chǔ)技術(shù)從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使用戶所感覺到的內(nèi)存比物理內(nèi)存大得多，或讓更多的用戶程序能并發(fā)執(zhí)行。3.設(shè)備管理設(shè)備管理的主要任務(wù)是，完成用戶提出的I/O請(qǐng)求；為用戶分配I/O設(shè)備；提高CPU和I/O設(shè)備的利用率；提高I/O速度；方便用戶使用I/O設(shè)備。設(shè)備管理的主要功能緩沖管理設(shè)備分配設(shè)備處理設(shè)備獨(dú)立性和虛擬設(shè)備為緩解CPU和外設(shè)備之間速度不匹配的矛盾，提高它們的利用率，操作系統(tǒng)需要為外設(shè)配置一定的緩沖區(qū)，并采用各種管理機(jī)制對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行有效的管理。根據(jù)用戶的I/O請(qǐng)求，按照某種分配策略為之分配所需設(shè)備、通道和控制器，并啟動(dòng)相應(yīng)設(shè)備的處理程序。即設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，用于實(shí)現(xiàn)CPU和設(shè)備控

制器之間的通信，包括向設(shè)備控制器發(fā)I/O指令，及時(shí)響應(yīng)和處理來自設(shè)備控制器的中斷請(qǐng)求。獨(dú)立性是指用戶程序獨(dú)立于物理設(shè)備，即與實(shí)際使用的設(shè)備無關(guān)。虛擬設(shè)備功能是把每次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的獨(dú)享設(shè)備改造為可供多個(gè)進(jìn)程共享的設(shè)備。5.用戶接口程序接口面向程序員提供了一組系統(tǒng)調(diào)用，每一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用都是一個(gè)完成特定功能的子程序，編程者可在用戶程序中調(diào)用它們來訪問系統(tǒng)資源或取得操作系統(tǒng)服務(wù)。命令接口面向普通用戶，可以通過鍵盤終端或鼠標(biāo)等操作方式對(duì)系統(tǒng)發(fā)出命令，以直接或間接地提交和控制自己的作業(yè)運(yùn)行。操作系統(tǒng)的特性并發(fā)是指兩個(gè)或多個(gè)活動(dòng)在同一給定的時(shí)間間隔中進(jìn)行共享是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源被多個(gè)任務(wù)所共用。每道程序要完成自己的事情，但又要與其他程序共享系統(tǒng)中的資源。這樣，它什么時(shí)候得以執(zhí)行、在執(zhí)行過程中是否被其他事情打斷（如I/O中斷）、向前推進(jìn)的速度是快還是慢等都是不可預(yù)知，由程序執(zhí)行時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)所決定。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。任何一個(gè)操作系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)追求各方面優(yōu)異的性能，總的原則是：盡可能高的資源利用率；盡可能大的系統(tǒng)吞吐量；盡可能快的響應(yīng)時(shí)間；盡可能方便用戶使用的交互能力。并發(fā)性共享性不確定性虛擬性操作系統(tǒng)應(yīng)解決的基本問題解決的基本問題：⑴

提供解決各種沖突的策略⑵

協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)的關(guān)系⑶

保證數(shù)據(jù)的一致性⑷

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存取控制操作系統(tǒng)的總體框架操作系統(tǒng)提供給用戶的程序接口系統(tǒng)調(diào)用：進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、文件管理、設(shè)備管理。交互命令操作系統(tǒng)的構(gòu)造模式整體式內(nèi)核（也稱為宏內(nèi)核、單內(nèi)核）：在運(yùn)行過程中是一個(gè)單獨(dú)的內(nèi)存映像，使一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程。

Linux微內(nèi)核：大部分內(nèi)核模塊都作為獨(dú)立的進(jìn)程，它們之間通過消息通信，在模塊之間提供服務(wù)。操作系統(tǒng)提供抽象的計(jì)算環(huán)境流行OS結(jié)構(gòu)OS的構(gòu)造模式P28

整體式內(nèi)核：在運(yùn)行過程中式一個(gè)單獨(dú)的內(nèi)存映像，是一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程。

微內(nèi)核：大部分內(nèi)核模塊都作為獨(dú)立的進(jìn)程，進(jìn)程間用消息通信，實(shí)現(xiàn)模塊間的服務(wù)。內(nèi)核本身是一個(gè)消息管理器Linux整體結(jié)構(gòu)P37單內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)，采用模塊接口法設(shè)計(jì)技術(shù)Windows整體結(jié)構(gòu)P38改進(jìn)型的微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)，采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)技術(shù)Linux操作系統(tǒng)的構(gòu)成Shell內(nèi)核

內(nèi)核（Kernel）是整個(gè)操作系統(tǒng)的核心，管理軟硬件資源并控制整個(gè)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行，提供相應(yīng)的硬件驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)接口程序，管理所有應(yīng)用程序的執(zhí)行。

內(nèi)核提供的都是操作系統(tǒng)最基本的功能，如果內(nèi)核發(fā)生問題，整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就可能會(huì)崩潰。

Linux內(nèi)核的源代碼主要用C語言編寫，只有部分與驅(qū)動(dòng)相關(guān)的部分用匯編語言Assembly編寫。應(yīng)用程序X-Window應(yīng)用程序分析和設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的幾種觀點(diǎn)用戶觀點(diǎn)這種觀點(diǎn)主要是為刻畫操作系統(tǒng)的功能而引入的，從用戶的角度來觀察操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)是個(gè)黑盒子，配置了操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)與原來真實(shí)的物理計(jì)算機(jī)迥然不同，因?yàn)樗峁┝擞脩羰褂糜?jì)算機(jī)的更方便手段,構(gòu)造了一臺(tái)虛擬機(jī)，采用的操作命令決定了虛擬機(jī)的功能。操作系統(tǒng)應(yīng)該提供給用戶的基本功能如下：創(chuàng)造用戶需要的程序運(yùn)行環(huán)境操作系統(tǒng)應(yīng)配置各種子系統(tǒng)和程序庫提供文件操作為用戶提供方便使用的人-機(jī)接口分析和設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的幾種觀點(diǎn)資源管理觀點(diǎn)資源觀點(diǎn)是從現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)角度考慮問題。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，即：硬件和軟件資源，這些資源都是非常寶貴的，按其性質(zhì)可歸為四大類：處理機(jī)、存儲(chǔ)器、外部設(shè)備和文件(程序和數(shù)據(jù))。這四類資源構(gòu)成了操作系統(tǒng)本身和用戶作業(yè)賴以活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和工作環(huán)境。研究資源管理是為了提高各種計(jì)算機(jī)資源的利用率，為用戶提供一種使用計(jì)算機(jī)的簡單、有效的方法。研究資源管理要處理好如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：記住資源的使用狀態(tài)、確定資源的分配原則和調(diào)度原則、分配資源、收回資源。分析和設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的幾種觀點(diǎn)進(jìn)程觀點(diǎn)通常我們把程序的一次執(zhí)行過程叫做一個(gè)進(jìn)程，在這一過程中，進(jìn)程被創(chuàng)建、運(yùn)行直至被撤消完成其使命。從進(jìn)程角度來分析操作系統(tǒng)，則所有進(jìn)程的活動(dòng)就構(gòu)成了操作系統(tǒng)的當(dāng)前行為，在每一個(gè)瞬間都有一棵進(jìn)程家族樹，它展示著操作系統(tǒng)行為主體的一個(gè)快照。初始化外部復(fù)位進(jìn)

程…進(jìn)程A2進(jìn)程

A1…進(jìn)程B2進(jìn)程B1…進(jìn)程X2…進(jìn)程

X1系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)備管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)程控制塊中斷表守護(hù)進(jìn)程demon用戶中斷中斷管理操作系統(tǒng)中