現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例ppt課件(已修改)
2025-05-13 12:16 本頁面
【正文】 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 本章學(xué)習(xí)目標(biāo) ? 掌握 UNIX系統(tǒng)的內(nèi)核管理方法 ? 了解 Windows系統(tǒng)的內(nèi)核管理方法 ? 了解分布式操作系統(tǒng)特性及進(jìn)程管理方式 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 1 教學(xué)內(nèi)容 UNIX操作系統(tǒng) WINDOWS 2022操作系統(tǒng) 分布式操作系統(tǒng) UNIX操作系統(tǒng) UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展 UNIX是目前最流行的操作系統(tǒng)之一，于 1969年，在美國的電報(bào)電話公司（ ATamp。T）貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生的。最初的 UNIX系統(tǒng)是用匯編語言編寫的， 1973年，Ritchie又用 C語言重寫了 UNIX。 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 3 UNIX操作系統(tǒng)的特點(diǎn) 1．多用戶多任務(wù) 2．可移植性 3．樹型文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 4． I/O重定向和管道技術(shù) 5．非富的實(shí)用程序 6．電子郵件 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 4 UNIX系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu) 硬 件 應(yīng)用程序及編譯器界面 Shell編輯器及其組件 內(nèi) 核 圖 81 UNIX系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)模型 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 5 進(jìn)程控制 進(jìn)程通信 子系統(tǒng) 調(diào)度 內(nèi)存管理 圖 82 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核模型 系統(tǒng)調(diào)用接口 文件子系統(tǒng) 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 硬 件 控 制 硬 件 用戶程序 陷阱 字符設(shè)備 塊設(shè)備 高速緩存 核心層 用戶層 庫函數(shù) 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 6 UNIX系統(tǒng)中的進(jìn)程管理 1． UNIX進(jìn)程的結(jié)構(gòu) （ 1）用戶級(jí)上下文 用戶級(jí)上下文主要成分是用戶程序。包括正文段即代碼 (text)、數(shù)據(jù)段 (data)兩部分。 （ 2）寄存器上下文 寄存器上下文主要是由 CPU中的一些寄存器的內(nèi)容組成的。 （ 3）系統(tǒng)級(jí)上下文 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 7 系統(tǒng)級(jí)上下文包括操作系統(tǒng)為管理該進(jìn)程所用的信息，可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩部分。它包括： proc結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)常駐內(nèi)存，內(nèi)容包括經(jīng)常需要訪問的往息，如進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、進(jìn)程狀態(tài)等。 user結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)暫駐內(nèi)存，進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)時(shí)調(diào)入內(nèi)存。它包含了進(jìn)程的一些私有信息，如，進(jìn)程表項(xiàng)指針、有效用戶標(biāo)識(shí)符等各種資源表格。 進(jìn)程區(qū)表：從虛擬地址到物理地址的映射。 核心棧：核心態(tài)執(zhí)行時(shí)過程調(diào)用的棧結(jié)構(gòu)。 若干寄存器級(jí)上下文。 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 8 2．進(jìn)程調(diào)度算法 UNIX系統(tǒng)是分時(shí)系統(tǒng)，它的進(jìn)程調(diào)度采用動(dòng)態(tài)優(yōu)先數(shù)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。優(yōu)先數(shù)越小，優(yōu)先級(jí)別越高。例如，對(duì)換進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)是０，而等待磁盤 I/O進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)是２０。 UNIX S5中進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)分為兩大類：用戶優(yōu)先級(jí)類和核心優(yōu)先級(jí)類。核心用兩種方式改變進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)：對(duì)核心態(tài)進(jìn)程設(shè)置優(yōu)先數(shù)；對(duì)用戶態(tài)進(jìn)程計(jì)算優(yōu)先數(shù)。 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 9 3．進(jìn)程狀態(tài)及轉(zhuǎn)換 UNIX System 5進(jìn)程的狀態(tài)存放在進(jìn)程的 proc結(jié)構(gòu)中。這些進(jìn)程的狀態(tài)共有 9個(gè)，它們是： （ 1）用戶態(tài)執(zhí)行。 （ 2）核心態(tài)執(zhí)行。 （ 3）內(nèi)存中睡眠。 （ 4）睡眠且換出。 （ 5）內(nèi)存中就緒。 （ 6）就緒且換出。 （ 7）僵死。 （ 8）被剝奪狀態(tài)。 （ 9）創(chuàng)建。 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 10 僵死 喚醒 返回到用戶態(tài) 系統(tǒng)調(diào)用 中斷 中斷 中斷返回 被 剝奪 創(chuàng)建 調(diào)度 圖 83 UNIX系統(tǒng)的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換 內(nèi)存足 用戶態(tài) 執(zhí)行 內(nèi)存中 就緒 核心態(tài) 執(zhí)行 就緒且 換出 返回 換 入 換 出 內(nèi)存中 睡眠 睡眠且 換出 換 出 喚醒 睡眠 內(nèi)存不足 剝奪 第 8章 現(xiàn)代操作系統(tǒng)實(shí)例 11 4． Unix系統(tǒng)中進(jìn)程的家族關(guān)系 Unix的內(nèi)核中設(shè)置了一個(gè) 0＃進(jìn)程，它是惟一一個(gè)在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)被創(chuàng)建的進(jìn)程。在系統(tǒng)初啟時(shí)，由 0＃進(jìn)程再創(chuàng)建 1＃進(jìn)程及其它核心進(jìn)程，然后 1號(hào)進(jìn)程又為每個(gè)終端創(chuàng)建命令解釋進(jìn)程；用戶輸入命令后又創(chuàng)建若干進(jìn)程，這樣便形成了一棵進(jìn)程樹。以后 0號(hào)進(jìn)程作為系統(tǒng)的對(duì)換及調(diào)度進(jìn)程， 1號(hào)進(jìn)程成為系統(tǒng)始祖進(jìn)程，同時(shí)又創(chuàng)建其它進(jìn)程。系統(tǒng)中除 0＃進(jìn)程以外，所有其它進(jìn)程都是由 fork創(chuàng)建的。
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