深度解析計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(三)

1、韓都衣舍淘寶店 http:/ 潮州新聞網(wǎng) http:/ 韓都衣舍童裝時(shí)尚女裝 http:/ 網(wǎng)購韓都衣舍首選麥考林 http:/ 韓都衣舍官方旗艦店 http:/ 金彩 http:/ 深度解析深度解析計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成操作系統(tǒng)服務(wù)操作系統(tǒng)服務(wù)系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)虛擬機(jī)虛擬機(jī)系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 1、進(jìn)程管理 創(chuàng)建和刪除用戶進(jìn)程和系統(tǒng)進(jìn)程 暫停和重啟動(dòng)進(jìn)程 提供進(jìn)程同步機(jī)制 提供進(jìn)程通信機(jī)制 提供死鎖處理機(jī)制 48章詳細(xì)闡述232、內(nèi)存管理、內(nèi)存管理 記錄內(nèi)存的哪部分正在被使用及被誰使用記錄內(nèi)存的哪部分正在被使用及被誰使用 當(dāng)

2、內(nèi)存空間可用時(shí)，決定哪些進(jìn)程可以裝入內(nèi)存當(dāng)內(nèi)存空間可用時(shí)，決定哪些進(jìn)程可以裝入內(nèi)存 根據(jù)需要分配和釋放內(nèi)存空間根據(jù)需要分配和釋放內(nèi)存空間 9、10章詳細(xì)闡述章詳細(xì)闡述3、文件管理、文件管理 創(chuàng)建和刪除文件 創(chuàng)建和刪除目錄 提供操作文件和目錄的原語 將文件映射到二級(jí)存儲(chǔ)器上 在穩(wěn)定的存儲(chǔ)媒介上備份文件 11、12章詳細(xì)闡述454、輸入、輸入/輸出系統(tǒng)管理輸出系統(tǒng)管理I/O子系統(tǒng)負(fù)責(zé)，由以下幾部分組成：子系統(tǒng)負(fù)責(zé)，由以下幾部分組成： 包括緩沖器、高速緩存和脫機(jī)打印的內(nèi)存管理部分包括緩沖器、高速緩存和脫機(jī)打印的內(nèi)存管理部分 一個(gè)通用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的接口一個(gè)通用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的接口 用于特定硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)

3、程序用于特定硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序 13章詳細(xì)闡述章詳細(xì)闡述65、二級(jí)存儲(chǔ)管理、二級(jí)存儲(chǔ)管理 內(nèi)存小內(nèi)存小二級(jí)存儲(chǔ)器二級(jí)存儲(chǔ)器(secondary storage)備份內(nèi)存?zhèn)浞輧?nèi)存 一般使用硬盤作為二級(jí)存儲(chǔ)器，因此操作系統(tǒng)需要負(fù)責(zé)有一般使用硬盤作為二級(jí)存儲(chǔ)器，因此操作系統(tǒng)需要負(fù)責(zé)有關(guān)硬盤管理的活動(dòng)，列舉如下關(guān)硬盤管理的活動(dòng)，列舉如下 空閑空間管理空閑空間管理 存儲(chǔ)空間分配存儲(chǔ)空間分配 硬盤調(diào)度硬盤調(diào)度 14章詳細(xì)闡述章詳細(xì)闡述76、其他、其他 聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)：分布式系統(tǒng)：分布式系統(tǒng)(distributed system)中的處理器通過中的處理器通過通信網(wǎng)絡(luò)相連，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)必須考慮消息路由、連接策通信網(wǎng)

4、絡(luò)相連，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)必須考慮消息路由、連接策略、競(jìng)爭(zhēng)和安全問題等（略、競(jìng)爭(zhēng)和安全問題等（15、17章）章） 保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)：控制程序、進(jìn)程或用戶訪問由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)定義：控制程序、進(jìn)程或用戶訪問由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)定義的資源（的資源（18章）章） 命令解釋系統(tǒng)命令解釋系統(tǒng)：命令解釋程序是用戶和操作系統(tǒng)之間的接：命令解釋程序是用戶和操作系統(tǒng)之間的接口口0命令行方式（命令行方式（DOS）0圖形用戶接口（圖形用戶接口（WINDOWS）8操作系統(tǒng)服務(wù)操作系統(tǒng)服務(wù)一般操作系統(tǒng)提供的服務(wù)如下一般操作系統(tǒng)提供的服務(wù)如下 程序執(zhí)行程序執(zhí)行 I/O操作操作 文件系統(tǒng)操作文件系統(tǒng)操作 通信通信 錯(cuò)誤檢測(cè)錯(cuò)誤檢測(cè) 資源分配資

5、源分配 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì) 保護(hù)保護(hù)9系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用1、系統(tǒng)調(diào)用（、系統(tǒng)調(diào)用（system call）提供了進(jìn)程與操作系統(tǒng)之間的接口提供了進(jìn)程與操作系統(tǒng)之間的接口2、向操作系統(tǒng)傳遞參數(shù)的方法、向操作系統(tǒng)傳遞參數(shù)的方法0通過寄存器通過寄存器0存放在內(nèi)存的塊或表中，并將塊的地址作為參數(shù)傳遞給寄存器存放在內(nèi)存的塊或表中，并將塊的地址作為參數(shù)傳遞給寄存器0通過程序放在或壓到堆棧中，并通過操作系統(tǒng)彈出堆棧通過程序放在或壓到堆棧中，并通過操作系統(tǒng)彈出堆棧3、系統(tǒng)調(diào)用大致可分成、系統(tǒng)調(diào)用大致可分成5類類0進(jìn)程控制進(jìn)程控制0文件管理文件管理0設(shè)備管理設(shè)備管理0信息維護(hù)信息維護(hù)1)通信通信104、系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)、系

6、統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn) 編寫系統(tǒng)調(diào)用處理程序（核心函數(shù)）；編寫系統(tǒng)調(diào)用處理程序（核心函數(shù)）； 設(shè)計(jì)一張系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，每個(gè)入口地址都設(shè)計(jì)一張系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，每個(gè)入口地址都指向一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的處理程序；指向一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的處理程序； 陷入處理機(jī)制需開辟現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)區(qū)，以保存發(fā)生系陷入處理機(jī)制需開辟現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)區(qū)，以保存發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時(shí)的處理器現(xiàn)場(chǎng)。統(tǒng)調(diào)用時(shí)的處理器現(xiàn)場(chǎng)。115、系統(tǒng)調(diào)用的處理過程、系統(tǒng)調(diào)用的處理過程System CallSystem Call用戶程序用戶程序取系統(tǒng)功能號(hào)取系統(tǒng)功能號(hào)找入口地址表找入口地址表相應(yīng)入口地址相應(yīng)入口地址保護(hù)保護(hù)CPUCPU現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)陷入指令陷入指令結(jié)束處理結(jié)束處理恢復(fù)

7、現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)A A0 0SUBSUB0 0SUB1SUB1SUBiSUBiSUBnSUBnA1A1AiAiAnAn系統(tǒng)調(diào)用處理子程序系統(tǒng)調(diào)用處理子程序A A0 0A1A1AiAiAnAn系統(tǒng)調(diào)用陷入機(jī)構(gòu)系統(tǒng)調(diào)用陷入機(jī)構(gòu)入口地址表入口地址表126、系統(tǒng)調(diào)用與過程（函數(shù)）調(diào)用的區(qū)別、系統(tǒng)調(diào)用與過程（函數(shù)）調(diào)用的區(qū)別 被調(diào)用代碼的位置被調(diào)用代碼的位置0調(diào)用程序和被調(diào)用的函數(shù)代碼都是目標(biāo)代碼的一部分調(diào)用程序和被調(diào)用的函數(shù)代碼都是目標(biāo)代碼的一部分0系統(tǒng)調(diào)用的處理代碼在調(diào)用程序之外（在系統(tǒng)調(diào)用的處理代碼在調(diào)用程序之外（在OSOS內(nèi)核中）內(nèi)核中） 提供方式提供方式0函數(shù)由編譯系統(tǒng)提供函數(shù)由編譯系統(tǒng)提供0系統(tǒng)

8、調(diào)用由操作系統(tǒng)提供系統(tǒng)調(diào)用由操作系統(tǒng)提供 調(diào)用的實(shí)現(xiàn)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)0函數(shù)通過一般的跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)，在用戶態(tài)運(yùn)行函數(shù)通過一般的跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)，在用戶態(tài)運(yùn)行0系統(tǒng)調(diào)用通過中斷機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，在核心態(tài)運(yùn)行系統(tǒng)調(diào)用通過中斷機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，在核心態(tài)運(yùn)行13系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序提供了一個(gè)方便的環(huán)境，以開發(fā)程序和執(zhí)行程系統(tǒng)程序提供了一個(gè)方便的環(huán)境，以開發(fā)程序和執(zhí)行程序，可分為如下幾類序，可分為如下幾類0文件管理文件管理0狀態(tài)信息狀態(tài)信息0文件修改文件修改0程序語言支持程序語言支持0程序裝入和執(zhí)行程序裝入和執(zhí)行1) 通信通信14系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、簡單結(jié)構(gòu)、簡單結(jié)構(gòu) MS-DOS：沒有被仔細(xì)劃分成模塊沒有被仔細(xì)劃分成模塊 U

9、NIX：最初兩部分（內(nèi)核、系統(tǒng)程序），后來進(jìn)一步劃最初兩部分（內(nèi)核、系統(tǒng)程序），后來進(jìn)一步劃分為一系列接口和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，最后發(fā)展為分層結(jié)構(gòu)分為一系列接口和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，最后發(fā)展為分層結(jié)構(gòu)2、分層方法、分層方法 思想：將操作系統(tǒng)分成若干層，每層建立在較低層之上。思想：將操作系統(tǒng)分成若干層，每層建立在較低層之上。最底層是硬件，最高層是用戶接口最底層是硬件，最高層是用戶接口 優(yōu)點(diǎn)：簡化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：簡化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 主要困難：對(duì)層的定義主要困難：對(duì)層的定義 存在問題：效率稍差存在問題：效率稍差15 3、微內(nèi)核、微內(nèi)核思想：將所有非基本部分從內(nèi)核中移走，并將它們當(dāng)作思想：將所有非基本

10、部分從內(nèi)核中移走，并將它們當(dāng)作系統(tǒng)級(jí)程序和用戶級(jí)程序來實(shí)現(xiàn)，以產(chǎn)生更小的內(nèi)核。系統(tǒng)級(jí)程序和用戶級(jí)程序來實(shí)現(xiàn)，以產(chǎn)生更小的內(nèi)核。主要功能：提供客戶程序和運(yùn)行在用戶空間的各種服務(wù)主要功能：提供客戶程序和運(yùn)行在用戶空間的各種服務(wù)之間進(jìn)行通信的能力。之間進(jìn)行通信的能力。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)0便于擴(kuò)充便于擴(kuò)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、混合結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu) WINDOWS NT分層微內(nèi)核，其客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)如圖分層微內(nèi)核，其客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)如圖所示：所示：17虛擬機(jī)虛擬機(jī) 思想：提供與基本硬件相同的接口，使得每個(gè)進(jìn)程都有思想：提供與基本硬件相同的接口，使得每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)與基本計(jì)算機(jī)一樣的（虛擬）拷貝一個(gè)與基本計(jì)算機(jī)一樣的（虛擬）拷貝Non-virtual MachineVirtual Machine18 主要困難：磁盤系統(tǒng)可能供不應(yīng)求，解決方法是提供虛擬磁盤主要困難：磁盤系統(tǒng)可能供不應(yīng)求，解決方法是提供虛擬磁盤實(shí)現(xiàn)：困難（用戶模式和監(jiān)控模式的轉(zhuǎn)換）實(shí)現(xiàn)：困難（用戶模式和監(jiān)控模式的轉(zhuǎn)換）優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)0 通過完全保護(hù)系統(tǒng)資源，虛擬機(jī)提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的安全層通過完全保護(hù)系統(tǒng)資源，虛擬機(jī)提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的安全層0 虛