操作系统的功能ppt.ppt

1、OS 的 功 能 进 程,第 三 讲,1.4 操 作 系 统 的 功 能 操作系统是用户与硬件之间的桥梁，负责管理计算 机系统中所有资源的调度和使用，充分发挥这些资 源的作用和方便用户使用计算机。 从资源管理的角度看，操作系统的功能主要有 处理机的管理 存储器的管理 设备的管理 文件的管理,进程控制 进程同步 进程通信 进程调度,处理机管理的主要任务是对处理机进行分配和有效的 控制和管理。在多道程序环境中，处理机的分配和运 行都是以进程为单位，所以对处理机的管理可理解为 对进程的管理。 操作系统对处理机的管理功能包括：,1处 理 机 管 理 的 功 能,2存储器管理的功能 内存分配 内存保护

2、地址映射 内存扩充,3设 备 管 理 的 功 能 缓冲管理 设备分配 设备处理,4文件管理的功能 文件存储空间的管理 目录管理 文件的读写管理和保护,5OS 与用 户 接 口 用户接口 程序接口,6现代OS 新功能 系统安全 网络功能与服务 支持多媒体,1.5 操作系统的结构设计 1.5.1 传统的操作系统结构 1、无结构OS OS仅为众多过程的集合,2、模块化OS OS分为若干功能模块及相应子模块，并规定好各模块 间的接口，提高OS设计的正确性、可理解性、可适应 性，并加快开发过程。 然而，若模块划分或者接口规定不精确，会影响OS装 配，模块间也存在复杂依赖关系，结构不清晰。,3、分层式OS

3、 在物理机器上按层次依次添加功能层，每层都 仅能使用其底层的功能与服务，各层软件的运 行速度逐渐减慢。所以通常将常用功能设置底 层，将用户接口设置于最高层。,层次的设置 程序嵌套（调用关系） 运行频率（越下层运行越快，调用越频繁） 公用模块（在最底层） 用户接口（最高层）,1.5.1 微内核OS结构 主要用于多处理机多用户环境，OS以微内核为核心， 以C/S模式为基础，采用面向对象的程序设计方法； OS分为服务器进程和内核，内核负责接受用户进程 的请求并将请求发至相应服务器，服务器执行该请 求的相应操作后发应答给内核，内核将应答反馈给 用户进程。,例1:若有两个程序A和B，A程序执行时所作的工

4、作按 次序要用：CPU：10秒；DEV1：5秒；DEV2： 10秒；CPU：10秒。B程序执行时所作的工作按 次序需要用DEV1：10秒；CPU：10秒；DEV2： 5秒；CPU：5秒；DEV2：10秒。则顺序环境下 执行A、B两个程序CPU的利用率为 （） A、 33 % B、 47 % C、 56 % D、 69 %,习 题,在并发环境下执行A、B两个程序，并且A先执行，则CPU的利用率为 （） A、 70 % B、 60 % C、 50 % D、 40 %,顺 序 执 行,CPU的利用率 （1010510）/（ 105+10+10+10+10+5+5+10） 35/75=7/15= 46

5、.7%,并 发 执 行,CPU的利用率 (10+10+5+10)/(10+5+10+10+5+10) =35/50=70%,第二章 进程的描述与控制 2.1 进程 2.1.1 前趋图和程序执行 1. 前趋图 有向无循环图； 每个结点表示一条语句、一段程序或一个进程； 结点间的有向边表示两结点的前趋关系，即进 程执行的先后顺序。,例：1为初始结点，4为终止结点。 1表示输入进程，2、3分别表示乘法、加法运算， 4表示输出进程。,2、并发程序设计/顺序程序设计 使一个程序分成若干个“同时”执行的程序模块的 设计方法叫做并发程序设计；相应，串行运行程序方 法称为顺序程序设计。 并发执行的特点 间断性：共享资源导致程序“执行暂停执行” 失去封闭性：并发执行以及共享资源可能导致结果变化 不可再现性：不同次执行结果可能不一致,程序无条件并发执行的条件 两段程序间无共享变量 或 对共享变量仅有读操作。,2.1.2 进程的描述与特点 进程的定义 一个具有独立功能的程序在一个数据集合上的 一次执行； 进程包括数据集和运行在其上的程序及PCB（程序控制块）。,3.进程的属性 并发性： 多个进程可以并发执行，交替执行，走走停停， 即一个进程已开始工作但尚未结束之前，另一个 进程可以开始工作； 同一程序运行在不同数据集上时，构成不同的进 程。,交往性： 若干个进程间可以相互交往制约，