深度解析计算机操作系统结构(三)

1、韩都衣舍淘宝店 http:/ 潮州新闻网 http:/ 韩都衣舍童装时尚女装 http:/ 网购韩都衣舍首选麦考林 http:/ 韩都衣舍官方旗舰店 http:/ 金彩 http:/ 深度解析深度解析计算机操作系统结构（三）计算机操作系统结构（三）系统组成系统组成操作系统服务操作系统服务系统调用系统调用系统程序系统程序系统结构系统结构虚拟机虚拟机系统组成系统组成 1、进程管理 创建和删除用户进程和系统进程 暂停和重启动进程 提供进程同步机制 提供进程通信机制 提供死锁处理机制 48章详细阐述232、内存管理、内存管理 记录内存的哪部分正在被使用及被谁使用记录内存的哪部分正在被使用及被谁使用 当

2、内存空间可用时，决定哪些进程可以装入内存当内存空间可用时，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根据需要分配和释放内存空间 9、10章详细阐述章详细阐述3、文件管理、文件管理 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上 在稳定的存储媒介上备份文件 11、12章详细阐述454、输入、输入/输出系统管理输出系统管理I/O子系统负责，由以下几部分组成：子系统负责，由以下几部分组成： 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一个通用设备驱动程序的接口 用于特定硬件设备的驱动

3、程序用于特定硬件设备的驱动程序 13章详细阐述章详细阐述65、二级存储管理、二级存储管理 内存小内存小二级存储器二级存储器(secondary storage)备份内存备份内存 一般使用硬盘作为二级存储器，因此操作系统需要负责有一般使用硬盘作为二级存储器，因此操作系统需要负责有关硬盘管理的活动，列举如下关硬盘管理的活动，列举如下 空闲空间管理空闲空间管理 存储空间分配存储空间分配 硬盘调度硬盘调度 14章详细阐述章详细阐述76、其他、其他 联网联网：分布式系统：分布式系统(distributed system)中的处理器通过中的处理器通过通信网络相连，通信网络设计必须考虑消息路由、连接策通信网

4、络相连，通信网络设计必须考虑消息路由、连接策略、竞争和安全问题等（略、竞争和安全问题等（15、17章）章） 保护系统保护系统：控制程序、进程或用户访问由计算机系统定义：控制程序、进程或用户访问由计算机系统定义的资源（的资源（18章）章） 命令解释系统命令解释系统：命令解释程序是用户和操作系统之间的接：命令解释程序是用户和操作系统之间的接口口0命令行方式（命令行方式（DOS）0图形用户接口（图形用户接口（WINDOWS）8操作系统服务操作系统服务一般操作系统提供的服务如下一般操作系统提供的服务如下 程序执行程序执行 I/O操作操作 文件系统操作文件系统操作 通信通信 错误检测错误检测 资源分配资

5、源分配 统计统计 保护保护9系统调用系统调用1、系统调用（、系统调用（system call）提供了进程与操作系统之间的接口提供了进程与操作系统之间的接口2、向操作系统传递参数的方法、向操作系统传递参数的方法0通过寄存器通过寄存器0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0通过程序放在或压到堆栈中，并通过操作系统弹出堆栈通过程序放在或压到堆栈中，并通过操作系统弹出堆栈3、系统调用大致可分成、系统调用大致可分成5类类0进程控制进程控制0文件管理文件管理0设备管理设备管理0信息维护信息维护1)通信通信104、系统调用的实现要点、系

6、统调用的实现要点 编写系统调用处理程序（核心函数）；编写系统调用处理程序（核心函数）； 设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系统调用的处理程序；指向一个系统调用的处理程序； 陷入处理机制需开辟现场保护区，以保存发生系陷入处理机制需开辟现场保护区，以保存发生系统调用时的处理器现场。统调用时的处理器现场。115、系统调用的处理过程、系统调用的处理过程System CallSystem Call用户程序用户程序取系统功能号取系统功能号找入口地址表找入口地址表相应入口地址相应入口地址保护保护CPUCPU现场现场陷入指令陷入指令结束处理结束处理恢复

7、现场恢复现场A A0 0SUBSUB0 0SUB1SUB1SUBiSUBiSUBnSUBnA1A1AiAiAnAn系统调用处理子程序系统调用处理子程序A A0 0A1A1AiAiAnAn系统调用陷入机构系统调用陷入机构入口地址表入口地址表126、系统调用与过程（函数）调用的区别、系统调用与过程（函数）调用的区别 被调用代码的位置被调用代码的位置0调用程序和被调用的函数代码都是目标代码的一部分调用程序和被调用的函数代码都是目标代码的一部分0系统调用的处理代码在调用程序之外（在系统调用的处理代码在调用程序之外（在OSOS内核中）内核中） 提供方式提供方式0函数由编译系统提供函数由编译系统提供0系统

8、调用由操作系统提供系统调用由操作系统提供 调用的实现调用的实现0函数通过一般的跳转指令实现，在用户态运行函数通过一般的跳转指令实现，在用户态运行0系统调用通过中断机构实现，在核心态运行系统调用通过中断机构实现，在核心态运行13系统程序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系统程序提供了一个方便的环境，以开发程序和执行程序，可分为如下几类序，可分为如下几类0文件管理文件管理0状态信息状态信息0文件修改文件修改0程序语言支持程序语言支持0程序装入和执行程序装入和执行1) 通信通信14系统结构系统结构1、简单结构、简单结构 MS-DOS：没有被仔细划分成模块没有被仔细划分成模块 U

9、NIX：最初两部分（内核、系统程序），后来进一步划最初两部分（内核、系统程序），后来进一步划分为一系列接口和设备驱动程序，最后发展为分层结构分为一系列接口和设备驱动程序，最后发展为分层结构2、分层方法、分层方法 思想：将操作系统分成若干层，每层建立在较低层之上。思想：将操作系统分成若干层，每层建立在较低层之上。最底层是硬件，最高层是用户接口最底层是硬件，最高层是用户接口 优点：简化了系统的设计和实现优点：简化了系统的设计和实现 主要困难：对层的定义主要困难：对层的定义 存在问题：效率稍差存在问题：效率稍差15 3、微内核、微内核思想：将所有非基本部分从内核中移走，并将它们当作思想：将所有非基本

10、部分从内核中移走，并将它们当作系统级程序和用户级程序来实现，以产生更小的内核。系统级程序和用户级程序来实现，以产生更小的内核。主要功能：提供客户程序和运行在用户空间的各种服务主要功能：提供客户程序和运行在用户空间的各种服务之间进行通信的能力。之间进行通信的能力。优点优点0便于扩充便于扩充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、混合结构、混合结构 WINDOWS NT分层微内核，其客户服务器结构如图分层微内核，其客户服务器结构如图所示：所示：17虚拟机虚拟机 思想：提供与基本硬件相同的接口，使得每个进程都有思想：提供与基本硬件相同的接口，使得每个进程都有一个与基本计算机一样的（虚拟）拷贝一个与基本计算机一样的（虚拟）拷贝Non-virtual MachineVirtual Machine18 主要困难：磁盘系统可能供不应求，解决方法是提供虚拟磁盘主要困难：磁盘系统可能供不应求，解决方法是提供虚拟磁盘实现：困难（用户模式和监控模式的转换）实现：困难（用户模式和监控模式的转换）优点优点0 通过完全保护系统资源，虚拟机提供了一个坚实的安全层通过完全保护系统资源，虚拟机提供了一个坚实的安全层0 虚