計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課件 第一章.ppt

1、操 作 系 統(tǒng) Operating System,參考書 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程 徐甲同 等編著 西安電子科技大學(xué)出版社 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程 張堯?qū)W 等編著 清華大學(xué)出版社 現(xiàn)代操作系統(tǒng)Andrew S. Tanenbaum著 陳向群 等譯 機(jī)械工業(yè)出版社,第一章 操作系統(tǒng)概論,1.1 什么是操作系統(tǒng) 1.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成,控制器 由內(nèi)存中取指、分析 CPU(中央處理機(jī)) 運(yùn)算器 完成指令的操作 寄存器 存儲暫時(shí)的結(jié)果和其他控制信息，每個(gè)寄 存器有其特定的功能 硬件 存儲器 主存(內(nèi)存)CPU直接訪問，存取速度比外存快 輔存(外存)存儲量大、存取速度慢。CPU不直接訪問。(必須先 裝入主存后

2、，CPU才訪問得到) I/O設(shè)備 完成信息傳輸任務(wù)的設(shè)備 操作系統(tǒng)（部分常駐內(nèi)存） 軟件 系統(tǒng)實(shí)用軟件(語言編譯、文本編輯、調(diào)試、連接等程序)(需要時(shí)才裝入內(nèi)存) 應(yīng)用軟件,典型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括5個(gè)主要部分:硬件、操作系統(tǒng)、系統(tǒng)程序、應(yīng)用程序和用戶。,1.1.2 計(jì)算機(jī)硬件,1. 計(jì)算機(jī)的基本硬件元素,CPU是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心。它包括一些專用寄存器、一個(gè)算術(shù)邏輯單元(ALU)以及解碼與執(zhí)行指令所必需的控制邏輯。 存儲器和I/O設(shè)備通過通信總線與CPU連接。CPU的操作由CPU從存儲器中取出的指令進(jìn)行控制,I/O設(shè)備由CPU控制。,2. 與操作系統(tǒng)相關(guān)的幾種主要寄存器,數(shù)據(jù)寄存器 地址寄存器 條

3、件碼寄存器 程序計(jì)數(shù)器PC 指令寄存器IR 程序狀態(tài)字PSW 中斷現(xiàn)場保護(hù)寄存器 過程調(diào)用用堆棧,3. 存儲器的訪問速度,存儲介質(zhì)的訪問速度,4. 指令的執(zhí)行與中斷,指令的執(zhí)行周期,指令執(zhí)行： 從程序計(jì)數(shù)器指定的內(nèi)存地址中取一條指令。(所有將要執(zhí)行的指令都從主存中取得。) 指令放在指令寄存器中。 程序計(jì)數(shù)器加1，指向?qū)⒁獔?zhí)行的下一條指令。 指令解碼,以確定將要執(zhí)行的動作。執(zhí)行的動作由指令操作碼位確定,計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)確定哪些二進(jìn)制位包含操作碼。 根據(jù)執(zhí)行的操作從內(nèi)存中獲得一個(gè)或多個(gè)操作數(shù)。 執(zhí)行由操作碼指定的操作,有以下5類基本操作： 移動：將一個(gè)值從一個(gè)位置移動到另一個(gè)位置。(位置可以是寄存器

4、地址或內(nèi)存地址。) 計(jì)算：把一個(gè)或多個(gè)操作數(shù)值送入ALU并進(jìn)行計(jì)算。 條件轉(zhuǎn)移：如果轉(zhuǎn)移條件為真,則重置程序計(jì)數(shù)器,使其指向轉(zhuǎn)移地址。對于無條件轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移條件永遠(yuǎn)為真。 過程調(diào)用：保存程序計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值,然后重置程序計(jì)數(shù)器,使其指向過程的起始位置。在過程的末尾,指定所保存程序計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)移指令,使程序可以回到先前的執(zhí)行點(diǎn)。保存的程序計(jì)數(shù)器存儲在寄存器、內(nèi)存或堆棧中。 輸入輸出：傳送CPU和I/O設(shè)備之間有關(guān)輸入輸出操作的信息。 如果需要,向主存中寫回一個(gè)值。,中斷執(zhí)行過程,中斷處理時(shí)的指令執(zhí)行周期,陷阱和中斷是干擾CPU執(zhí)行指令正常順序的事件。陷阱是CPU檢測到的非正常狀態(tài)，通常表示出錯(cuò)。中斷是

5、外部設(shè)備發(fā)給CPU的信號。 中斷是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要部分,中斷機(jī)制包括硬件的中斷裝置和操作系統(tǒng)的中斷處理服務(wù)程序。中斷裝置由一些特定的寄存器和控制線路組成,CPU和外圍設(shè)備等識別到的事件保存在特定寄存器中,CPU每執(zhí)行完一條指令后,均由中斷裝置判別是否有事件發(fā)生。 陷阱和中斷的區(qū)別之一是,陷阱是同步的,中斷是異步的。如果具有相同的計(jì)算機(jī)狀態(tài),輸入相同的數(shù)據(jù),那么每次程序運(yùn)行時(shí)就會在程序的同一點(diǎn)上出現(xiàn)陷阱。中斷的發(fā)生依賴于中斷設(shè)備和CPU之間的相對時(shí)序。,為了使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能正常運(yùn)行而必不可少的那些系統(tǒng)軟件或軟件集合叫做操作系統(tǒng)。,操作系統(tǒng)與硬件軟件的關(guān)系,1.1.3 操作系統(tǒng)的地位,操作系

6、統(tǒng)與用戶和計(jì)算機(jī)的關(guān)系,操作系統(tǒng)位于計(jì)算機(jī)硬件與計(jì)算機(jī)用戶之間。操作系統(tǒng)既控制和管理所有計(jì)算機(jī)硬件，也控制和管理所有的軟件，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。,1.1.4 操作系統(tǒng)的目標(biāo) 方便性(高級語言 機(jī)器語言 ) OS(OPERATION SYSTEM)翻譯 有效性(改善系統(tǒng)資源利用率、提高系統(tǒng)的吞吐量) 可擴(kuò)充性(OS采用模塊化結(jié)構(gòu)) 開放性(適用于各種類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可移植性和互操作性) 1.1.5 對操作系統(tǒng)的看法 1. 內(nèi)部、微觀的看法： 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)資源的管理者： 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源包括： 硬件資源、軟件資源(程序、數(shù)據(jù)、文檔) 操作系統(tǒng)作為資源管理者的主要功能有： 監(jiān)視資源 分配

7、資源，解決資源請求中的沖突 回收資源 保護(hù)資源,操作系統(tǒng)是任務(wù)的組織者： 受理用戶的各種請求 組織、協(xié)調(diào)任務(wù)的執(zhí)行 提高系統(tǒng)吞吐率 2. 外部、宏觀的看法： 編程人員認(rèn)為： 擴(kuò)充了的機(jī)器 虛擬的機(jī)器, 在功能上和數(shù)量上擴(kuò)充了原有的裸機(jī)。 功能上 : 提供功能強(qiáng)大的系統(tǒng)調(diào)用，擴(kuò)充了裸機(jī)的基本指令系統(tǒng)。 數(shù)量上 : 多個(gè)用戶同時(shí)使用一臺計(jì)算機(jī)，使得每個(gè)用戶都覺得有一 臺屬于自己的計(jì)算機(jī)。 用戶認(rèn)為： 用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)打交道的界面。 大大簡化了計(jì)算機(jī)的操作。 用戶希望操作系統(tǒng)的界面友好、易于使用。 字符界面菜單界面窗口界面圖形界面、多媒體界面3D界面 系統(tǒng)操作的基本單位 進(jìn)程（process）或任務(wù)

8、(task)或活動(active),1.1.6 操作系統(tǒng)的具體功能 1. 任務(wù)與進(jìn)程管理 作業(yè)流程控制、充分有效地利用系統(tǒng)處理器；(進(jìn)程控制、進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信) 2. 存儲(內(nèi)存)管理 有效利用系統(tǒng)的內(nèi)存空間；(地址重定位、存儲分配、存儲保護(hù)、存儲擴(kuò)充) 3. I/O操作與設(shè)備管理 有效利用I/O設(shè)備及接口；(緩沖管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理) 4. 文件管理與信息的存儲 有效利用系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)；(目錄管理、文件讀寫管理、文件存取控制) 5. 作業(yè)管理與工作環(huán)境 建立良好的用戶接口與交互界面； 6. 操作系統(tǒng)安全的維護(hù) 建立可靠的系統(tǒng)，保護(hù)資源。 1.1.7 操作系統(tǒng)提供的服務(wù) 操作系

9、統(tǒng)提供的服務(wù)一般可分為兩類： 1.方便用戶及用戶程序的開發(fā)與執(zhí)行的服務(wù) 2.提高系統(tǒng)操作效率的服務(wù),操作系統(tǒng)提供服務(wù)的基本方式有三種： 系統(tǒng)命令 在用戶一級使用的服務(wù)，即用戶使用的命令。 系統(tǒng)調(diào)用 在程序一級使用的命令。系統(tǒng)調(diào)用主要有三類： 進(jìn)程和作業(yè)控制 設(shè)備與文件管理 系統(tǒng)自身維護(hù) 系統(tǒng)程序 操作系統(tǒng)提供的另一類服務(wù)，在操作系統(tǒng)核心之外的 一套程序。例如： 語言編譯程序 鏈接程序 裝入程序 系統(tǒng)維護(hù)程序,1.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展,器件的不斷更新?lián)Q代是推動OS發(fā)展的動力： 1946年至20世紀(jì)50年代末 第一代, 電子管時(shí)代 無操作系統(tǒng) 20世紀(jì)50年代末至60年代中期 第二代, 晶體管

10、時(shí)代 批處理系統(tǒng) 20世紀(jì)60年代中期至70年代中期 第三代,集成電路時(shí)代 多道程序設(shè)計(jì) 20世紀(jì)70年代中期至20世紀(jì)末 第四代, 大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路 分時(shí)操作系統(tǒng) 21世紀(jì)初開始,以移動、分布和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算為代表，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)正向著普適計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算以及巨型、微型、并行、分布、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和生物信息化幾個(gè)方面發(fā)展。,1.2.1無操作系統(tǒng)時(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 人工操作方式：,缺點(diǎn)：用戶獨(dú)占全機(jī)，CPU等待人工操作時(shí)空閑,1.2.2 單道批處理系統(tǒng) 系統(tǒng)對作業(yè)的處理都是成批進(jìn)行的、且在內(nèi)存中始終只保持一道作業(yè)。,單道批處理系統(tǒng)的處理流程:,單道批處理系統(tǒng)中CPU的利用情況：,特點(diǎn)：自動性、順序性、

11、單道性,1.2.3 多道程序系統(tǒng) 內(nèi)存中保持若干道作業(yè)。,多道程序系統(tǒng)中CPU的利用情況：,特點(diǎn):主存中有兩道或兩道以上的程序,它們在任一時(shí)刻必處于就緒、運(yùn)行、阻塞三種狀態(tài)之一。宏觀上并行。微觀上串行。 優(yōu)點(diǎn)：提高系統(tǒng)資源的利用率、增加系統(tǒng)吞吐量。 缺點(diǎn)：平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長、無交互能力。,多道程序系統(tǒng)需要計(jì)算機(jī)硬件的支持：中斷系統(tǒng)和通道技術(shù)。 通道又稱I/O處理機(jī)，它能完成主存和外設(shè)之間的信息傳輸，并與中央處理器并行操作。,1.2.4 分時(shí)操作系統(tǒng) 所謂分時(shí)是指把系統(tǒng)主CPU的運(yùn)行時(shí)間分成長短相等的時(shí)間片，并把它輪流地、機(jī)會均等地分配給每個(gè)用戶進(jìn)程。用戶和進(jìn)程之間可進(jìn)行交互。 分時(shí)操作系統(tǒng)也是一種

12、多道程序系統(tǒng)，一般是多用戶操作系統(tǒng)?，F(xiàn)在常用的多用戶操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都是分時(shí)操作系統(tǒng)。 1.2.4 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要用于需要對外部事件進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)、處理的場合,可分為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。 實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)主要用于生產(chǎn)過程的自動監(jiān)控，武器裝備的制導(dǎo)等。 實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)主要用于航空訂票系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)等。 1.2.5 通用操作系統(tǒng) 通用操作系統(tǒng)可以同時(shí)兼有多道批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)處理的功能，或其中兩種以上功能。,1.3 操作系統(tǒng)的分類 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)長期發(fā)展，已形成了各種類型的操作系統(tǒng)，以滿足不同的應(yīng)用要求。根據(jù)其使用環(huán)境和對作業(yè)處理方式，操作系統(tǒng)的基本類型有： 單用戶

13、（微機(jī)）操作系統(tǒng) 批處理系統(tǒng) 分時(shí)系統(tǒng) 實(shí)時(shí)系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 分布式操作系統(tǒng) 多處理機(jī)操作系統(tǒng),1.3.1 單用戶(微機(jī))操作系統(tǒng) 1.單用戶單任務(wù)OS： 只允許一個(gè)用戶上機(jī)，只允許一個(gè)用戶程序作為一個(gè)任務(wù)運(yùn)行。如MS-DOS（16位） 2.單用戶多任務(wù)OS： 只允許一個(gè)用戶上機(jī)，但允許一個(gè)用戶程序分為若干個(gè)任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行。如WINDOWS （32位） 3.多用戶多任務(wù)OS： 允許多個(gè)用戶通過各自的終端使用同一臺主機(jī)，而每個(gè)用戶程序又可進(jìn)一步分為幾個(gè)任務(wù)使它們并發(fā)執(zhí)行。如：UNIX，它是唯一能在微機(jī)工作站、大、中、小型機(jī)上運(yùn)行的OS。 1.3.2 批處理系統(tǒng) 批處理系統(tǒng)把系統(tǒng)的處理能力

14、即作業(yè)的吞吐量作為主要目標(biāo),同時(shí)兼顧作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間。批處理系統(tǒng)可分為單道批處理系統(tǒng)和多道批處理系統(tǒng)。 實(shí)現(xiàn)批處理的主要輸入輸出手段是SPOOLing( Simultaneous Peripheral Operation On Line)技術(shù)。可譯作外圍設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作。,批處理系統(tǒng)中的作業(yè)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換,在批處理系統(tǒng)中，一個(gè)作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)到退出系統(tǒng)經(jīng)歷如下狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換，在狀態(tài)轉(zhuǎn)換中使用了SPOOLing、作業(yè)調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度和交通控制系統(tǒng)程序。,1.3.3 分時(shí)操作系統(tǒng) 一臺計(jì)算機(jī)連接多個(gè)終端，用戶通過各自的終端把作業(yè)送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)又通過終端向用戶報(bào)告作業(yè)的運(yùn)行情況。這種計(jì)算機(jī)能分時(shí)輪流地為各

15、終端用戶服務(wù)并能及時(shí)地對用戶服務(wù)請求予以響應(yīng)。 特點(diǎn)： 同時(shí)性：若干用戶可同時(shí)操作，共同使用同一系統(tǒng)資源。 獨(dú)立性：每個(gè)用戶有獨(dú)占感。 及時(shí)性：用戶的請求能得到及時(shí)響應(yīng)。 交互性：它是分時(shí)系統(tǒng)的主要屬性，所以分時(shí)系統(tǒng)也稱交互作用系統(tǒng)。 分時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間T=nq; n為用戶數(shù),q為時(shí)間片的時(shí)間。,1.3.4 實(shí)時(shí)系統(tǒng) 實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要用于需要對外部事件進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)、處理的場合,可分為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。 實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)主要用于生產(chǎn)過程的自動監(jiān)控，武器裝備的制導(dǎo)等。 實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)主要用于航空訂票系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)等。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是： 及時(shí)性： 對事件或請求響應(yīng)的及時(shí)性是對實(shí)時(shí)系統(tǒng)最關(guān)鍵

16、的要求。實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)要求最高，可能為毫秒或微秒級，也可能為秒級；實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的要求不高，與分時(shí)系統(tǒng)差不多，一般為秒級。 安全可靠性： 對于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，尤其是一些重要項(xiàng)目，如航空航天、核工程、化學(xué)反應(yīng)過程、武器控制等等，任何疏忽都會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。首先要保證安全可靠，要有容錯(cuò)機(jī)制。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常配置在微機(jī)、小型機(jī)或工作站上?，F(xiàn)在大量的嵌入式系統(tǒng)也常 采用實(shí)時(shí)系統(tǒng)。,1.3.5 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有網(wǎng)絡(luò)功能的操作系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NOS)是使網(wǎng)上各計(jì)算機(jī)能方便而有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和資源共享，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供所需的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的軟件集合。 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的功能： 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)

17、機(jī)之間的通信。 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)中軟、硬件資源的共享。 提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件。(電子郵件服務(wù)、文件傳輸、共享硬盤服務(wù)、共享打印服務(wù)) 提供網(wǎng)絡(luò)用戶的應(yīng)用程序接口。,1.3.6 分布式操作系統(tǒng) 分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 把一個(gè)計(jì)算問題分成若干個(gè)可以并行執(zhí)行的子計(jì)算，讓每個(gè)子計(jì)算在系統(tǒng)中的各計(jì)算機(jī)上并行執(zhí)行，充分利用各計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢。 集中式處理系統(tǒng)：所有任務(wù)均由主機(jī)完成。 分布式處理系統(tǒng)：系統(tǒng)的處理控制功能分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn)單元上，所有任務(wù)也動態(tài)地分布在各個(gè)處理單元上。（處理、資源、功能、任務(wù)、控制均是分布的）建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之上。 分布式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：各節(jié)點(diǎn)的自治性;資源共享的透明性; 各結(jié)點(diǎn)間的協(xié)同性;系統(tǒng)的健

18、壯性; 分布式操作系統(tǒng) 分布式操作系統(tǒng)和單機(jī)的集中式操作系統(tǒng)的主要區(qū)別表現(xiàn)在通信、資源管理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三個(gè)方面。 系統(tǒng)狀態(tài)的不精確性。 控制機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性。 通信開銷引起性能的下降。,1.3.7 多處理機(jī)操作系統(tǒng) 多處理機(jī)系統(tǒng)是由多臺處理器組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。多處理機(jī)系統(tǒng)可分為兩大類： 基于共享存儲的多處理機(jī)系統(tǒng)。又稱緊耦合多處理機(jī)系統(tǒng)。 基于分布存儲的多處理機(jī)系統(tǒng)。又稱松耦合多處理機(jī)系統(tǒng)。 多處理機(jī)系統(tǒng)也稱為并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。并行機(jī)上使用的操作系統(tǒng)稱為并行操作系統(tǒng)。 操作系統(tǒng)的主要特征 并發(fā)性:指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。 共享性:指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。 虛擬

19、性:指通過某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變成若干個(gè)邏輯上的對應(yīng)物。 異步性:即不確定性。,1.4 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),操作系統(tǒng)通常由內(nèi)核和核外部分(實(shí)用軟件)組成。 1.4.1 操作系統(tǒng)的內(nèi)核 內(nèi)核是在系統(tǒng)保護(hù)狀態(tài)(核心態(tài)或管態(tài))下運(yùn)行的程序，為系統(tǒng)的基本工作單位(進(jìn)程或線程)提供良好的運(yùn)行環(huán)境。為提高操作系統(tǒng)的效率,內(nèi)核常駐內(nèi)存中。 內(nèi)核通常包含的功能模塊： 進(jìn)程、線程及其管理。 存儲管理。 I/O管理。 文件管理。 操作系統(tǒng)的內(nèi)核組織形式: 強(qiáng)內(nèi)核(Monolithic Kernel)和微內(nèi)核(Micro Kernel),強(qiáng)內(nèi)核:基于傳統(tǒng)的集中式操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu),系統(tǒng)調(diào)用是通過陷入內(nèi)核實(shí)現(xiàn)的,在內(nèi)核

20、完成所需的服務(wù),最后返回結(jié)果給用戶程序。(Unix) 微內(nèi)核:體現(xiàn)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新思想。微內(nèi)核的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使操作系統(tǒng)的內(nèi)核盡可能小，其它所有操作系統(tǒng)服務(wù)都放在核外用戶級完成，微內(nèi)核僅提供進(jìn)程間通信機(jī)制;存儲管理;有限的低級進(jìn)程管理和調(diào)度;低級I/O;四種服務(wù)。,微內(nèi)核與強(qiáng)內(nèi)核相比的優(yōu)點(diǎn)： 靈活性。不用重啟系統(tǒng)就能激活新的服務(wù)。 開放性。(系統(tǒng)服務(wù)運(yùn)行在核外用戶級上,以服務(wù)器的形式建立在內(nèi)核之上。) 可擴(kuò)充性。(通過增加或改變服務(wù)擴(kuò)充系統(tǒng)功能) 微內(nèi)核技術(shù)與客戶/服務(wù)器模式的結(jié)合是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的新形式，Windows NT是這種結(jié)合的一個(gè)良好范例。,1.4.2 傳統(tǒng)的操作

21、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式 1. 整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式 整體式模式是把操作系統(tǒng)組織成一個(gè)過程(模塊)集合，任一過程可以調(diào)用其它過程。系統(tǒng)中每個(gè)過程都有一個(gè)定義完好的接口，包括入口參數(shù)和返回值，過程之間的調(diào)用不受任何約束。 缺點(diǎn)：擴(kuò)充這類系統(tǒng)困難，因?yàn)樾薷囊粋€(gè)過程可能導(dǎo)致系統(tǒng)若干過程的修改，會產(chǎn)生看起來與系統(tǒng)無關(guān)的錯(cuò)誤，操作系統(tǒng)的正確性難以保正。 2. 層次式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式 層次式方法把操作系統(tǒng)劃分為若干層，每一層有若干模塊。每個(gè)模塊提供一組可被其它模塊調(diào)用的功能。在任一特定層次上的代碼只能調(diào)用較低層次上的代碼。 層次式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是把模塊間的復(fù)雜依賴關(guān)系轉(zhuǎn)化為單向依賴關(guān)系，即高層軟件依賴低層軟件，而低層軟件不依賴高層軟件。,1.4.3 現(xiàn)代的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式 1. 客戶/服務(wù)器模式 基本思想：把操作系統(tǒng)劃分為若干進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的一套服務(wù)（功能）。每一種服務(wù)對應(yīng)一個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器都運(yùn)行在用戶態(tài)，并執(zhí)行循環(huán)，在循環(huán)過程中檢測是否有客戶請求該服務(wù)器提供的某種服務(wù)?？蛻艨梢允且粋€(gè)應(yīng)用程序，也可以是另一操作系統(tǒng)成分。它通過發(fā)送一條消息給服務(wù)器請求一項(xiàng)服務(wù)。運(yùn)行在核心態(tài)下的操作系統(tǒng)內(nèi)核把消息傳給服務(wù)器，由服務(wù)器執(zhí)行具體操作，其結(jié)果經(jīng)由內(nèi)核用一消息返回給用戶。