操作系统的性能指标和系统结构课件

1、操作系统原理Operating System Principles四川大学计算机学院段 磊2014第1页，共17页。第11章 操作系统的性能指标和系统结构 操作系统结构对操作系统的性能指标有很大的影响 操作系统性能指标影响到计算机系统的性能第2页，共17页。本章目录11.1 操作系统的性能指标 11.2 操作系统结构11.3 UNIX和Windows的系统结构第3页，共17页。8/5/20223计算机操作系统- 第11章本章目录11.1 操作系统的性能指标 11.2 操作系统结构11.3 UNIX和Windows的系统结构第4页，共17页。8/5/20224计算机操作系统- 第11章11.1

2、操作系统的性能指标操作系统的性能指标体现在多个方面 1系统的可靠性通过系统平均无故障时间进行度量。平均无故障时间越长，系统的可靠性越高。 2系统的吞吐量系统在单位时间内所处理的信息量。吞吐量越大，系统的处理效率越高第5页，共17页。8/5/20225计算机操作系统- 第11章操作系统的性能指标3系统的响应时间从系统接收作业到输出结果的时间间隔。4系统的资源利用率单位时间内某设备实际使用时间。系统中各设备越忙，系统的资源利用率越高。5系统的可移植性将一个操作系统从一个硬件环境转移到另一个硬件环境仍能够正常工作的能力。常用转移工作的工作量来度量。 第6页，共17页。8/5/20226计算机操作系统

3、- 第11章本章目录11.1 操作系统的性能指标 11.2 操作系统结构11.3 UNIX和Windows的系统结构第7页，共17页。8/5/20227计算机操作系统- 第11章操作系统结构操作系统结构主要有五种形式：简单结构形式模块化结构形式基于层结构形式微内核结构形式虚拟机结构形式第8页，共17页。8/5/20228计算机操作系统- 第11章11.2.1 简单结构形式 将系统所有的软件和数据结构都放置在一个模块中，操作系统各功能部分之间没有明显的接口。不利于后来的系统功能变化和扩充，造成一个功能改变影响到所有的功能，使得整个系统发生变化，最终导致系统完全脱离最初的设计理念。第9页，共17页

4、。8/5/20229计算机操作系统- 第11章11.2.2 模块化结构形式将程序模块作为系统结构的基本单位，按照功能需要把整个系统分解为若干模块，每个模块可以再带有子模块，每个模块具有一定的独立功能，模块之间接口明确，自由调用，可以根据需要约定参数传递或返回结果。 第10页，共17页。8/5/202210计算机操作系统- 第11章模块化结构形式优点：结构紧密、组合方便，系统可按照需求组合不同模块；接口简单直接、模块间调用的灵活性使系统效率较高；各个子模块的设计、编码可以同时进行，研制过程快。 缺点：模块之间可以任意相互调用，调用关系复杂，模块的独立性差，造成系统结构不清晰，可靠性降低；数据为全

5、局量，各模块均可对其进行存取和修改，造成模块间关系隐蔽，难于对软件结构进行综合性的理解和修改，软件的可靠性、易读性、适应性难以保证；随着系统规模的扩大，系统的复杂性迅速增长。 第11页，共17页。8/5/202211计算机操作系统- 第11章11.2.3 基于层结构形式 基于层结构形式按照操作系统功能进行层次划分。不同的层次完成不同的功能，相邻层之间定义严格的接口，上层的功能根据下层提供的功能实现。通常，最底层为计算机硬件接口，最上层为用户接口。层与层之间的关系按照系统的应用方式或命令调用次序来决定。 第12页，共17页。8/5/202212计算机操作系统- 第11章基于层结构形式优点：每层的

6、功能明确，可以采用模块化设计有利于系统的维护和扩充缺点：核心层功能多层次划分比较困难每层独立性差层次变化难增加了系统开销第13页，共17页。8/5/202213计算机操作系统- 第11章11.2.4 基于微内核结构形式 在设计上使得核心尽可能小 原操作系统内核中不必要的功能需要被除去或分离出来放在核的外面，内核中只留下部分进程管理和存储器管理、进程通信功能。优点：易于扩展操作系统硬件环境变化对操作系统改动很小使操作系统更加安全和可靠适用于分布式系统第14页，共17页。8/5/202214计算机操作系统- 第11章11.2.5 虚拟机结构形式虚拟机结构可以将核心提供的不同系统调用映射为不同的操作系统系统调用。允许在单一硬件平台上建立依赖策略的多操作系统版本。 优点：保护了系统资源独立用户环境为操作系统的研究和开发提供了方便第15页，共17页。8/5/202215计算机操作系统- 第11章本章目录11.1 操作系统的性能指标 11.2 操作系统结构11.3 UNIX和Wind