第1章操作系統(tǒng)筆記-全文預(yù)覽
【正文】 核不是一個(gè)完整的OS，只是操作系統(tǒng)最基本的部分：n 與硬件緊密相關(guān)的n 較基本的功能n 客戶(hù)和服務(wù)器的通信基于客戶(hù)/服務(wù)器模式其它服務(wù)和應(yīng)用則建立在微內(nèi)核之外，在用戶(hù)模式下運(yùn)行。 使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開(kāi)發(fā)OS的優(yōu)點(diǎn)n 易重用、修改、擴(kuò)展n 易保證正確性和可靠性 微內(nèi)核OS結(jié)構(gòu) 交互過(guò)程：n 客戶(hù)發(fā)送請(qǐng)求消息n 服務(wù)器接收消息n 服務(wù)器回送消息n 客戶(hù)機(jī)接收消息n 每一層僅能使用其底層提供的功能和服務(wù)。 關(guān)鍵問(wèn)題：n 模塊的劃分n 規(guī)定好模塊之間的接口2. 模塊化結(jié)構(gòu)OS 在早期開(kāi)發(fā)操作系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)者只是把他的注意力放在功能的實(shí)現(xiàn)和獲得高的效率上，缺乏首尾一致的設(shè)計(jì)思想。 文件的讀/寫(xiě)管理和保護(hù)n 向外存讀取/寫(xiě)入數(shù)據(jù)n 防止文件被非法竊取或破壞—存取控制（五）OS與用戶(hù)之間的接口1. 用戶(hù)接口n 聯(lián)機(jī)接口w 命令，用戶(hù)通過(guò)和終端交互控制作業(yè)n 脫機(jī)接口w 作業(yè)控制語(yǔ)言(JCL)，用戶(hù)通過(guò)作業(yè)說(shuō)明書(shū)委托系統(tǒng)代為控制作業(yè)n 圖形用戶(hù)接口w 用直觀圖標(biāo)、菜單、對(duì)話(huà)框替代命令，免于單調(diào)、繁瑣和記憶之累2. 程序接口n 供用戶(hù)程序使用OS服務(wù)的系統(tǒng)調(diào)用 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為此，OS需配置文件管理機(jī)構(gòu)。n 功能：請(qǐng)求調(diào)入、置換（三） 設(shè)備管理 地址映射n 進(jìn)程邏輯地址到內(nèi)存物理地址的映射。 內(nèi)存分配n 存儲(chǔ)管理將根據(jù)用戶(hù)程序的需要給它分配存儲(chǔ)器資源，并在其使用完畢后回收。 進(jìn)程通信n 合作進(jìn)程的消息交換 操作系統(tǒng)有如下幾個(gè)基本功能：u 處理機(jī)管理u 存儲(chǔ)器管理u 設(shè)備管理u 文件管理u 用戶(hù)接口（一） 處理機(jī)管理 共享性和并發(fā)性是操作系統(tǒng)兩個(gè)最基本的特征，它們互為依存：n 一方面，資源的共享是因?yàn)檫\(yùn)行程序的并發(fā)執(zhí)行而引起的，若系統(tǒng)不允許運(yùn)行程序并發(fā)執(zhí)行，自然也就不存在資源共享問(wèn)題。 第二種是同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)。系統(tǒng)中的某些資源如打印機(jī)、磁帶機(jī)、卡片機(jī)，雖然它們可提供給多個(gè)進(jìn)程使用，但在同一時(shí)間內(nèi)卻只允許一個(gè)進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)這些資源。 多個(gè)進(jìn)程能并發(fā)執(zhí)行，進(jìn)程運(yùn)行時(shí)要占用一定的系統(tǒng)資源，如 CPU、存儲(chǔ)空間和I/O設(shè)備等。 進(jìn)程由一組機(jī)器指令、數(shù)據(jù)和堆棧組成，是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的活動(dòng)實(shí)體。 在多道程序系統(tǒng)中，為了能夠并發(fā)執(zhí)行，系統(tǒng)必須為每個(gè)程序建立進(jìn)程。 并發(fā)性（Concurrence）是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)行程序在同一時(shí)間間隔段內(nèi)同時(shí)執(zhí)行。 只允許一個(gè)用戶(hù)上機(jī)，但允許用戶(hù)把程序分為若干個(gè)任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行。 微機(jī)操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)還可用于控制進(jìn)行實(shí)時(shí)信息處理。 實(shí)時(shí)控制系統(tǒng):計(jì)算機(jī)用于生產(chǎn)過(guò)程控制時(shí)，要求系統(tǒng)能現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)處理，進(jìn)而能自動(dòng)地發(fā)出控制信號(hào)控制相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使某些參數(shù)（壓力、溫度、距離、濕度）能按予定規(guī)律變化，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 及時(shí)性n 對(duì)用戶(hù)請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間短(1~3s) 分時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn) 分時(shí)技術(shù)：把處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分為很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪流把處理機(jī)分配給各聯(lián)機(jī)作業(yè)使用 分時(shí)系統(tǒng)的定義 分時(shí)系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)技術(shù)：當(dāng)正在運(yùn)行的程序因I/O暫停執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)可調(diào)度另一道程序運(yùn)行，使CPU保持忙碌。 宏觀上并行運(yùn)行：同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序都處于運(yùn)行狀態(tài)，但都未運(yùn)行完。合理搭配I/O為主和計(jì)算為主的程序交替運(yùn)行，充分利用資源，提高系統(tǒng)效率。 多道批處理系統(tǒng) “批”的含義：供一次加載的磁帶或磁盤(pán)，通常由若干個(gè)作業(yè)組裝成，在處理中使用一組相同的系統(tǒng)軟件（系統(tǒng)帶）。每一批作業(yè)將有專(zhuān)門(mén)編制的監(jiān)督程序（monitor）自動(dòng)依次處理。 解決的方法有兩個(gè)： 外圍機(jī)控制輸入/輸出 n 輸入：低速設(shè)備高速設(shè)備n 輸出：高速設(shè)備低速設(shè)備n 輸入和輸出使用獨(dú)立于主機(jī)的外圍機(jī)，不占用主機(jī)的CPU時(shí)間，是脫機(jī)過(guò)程，因此叫做脫機(jī)輸入/輸出方式 低速設(shè)備n 紙帶機(jī)/卡片機(jī) 用戶(hù)獨(dú)占全機(jī)操作系統(tǒng)的定義： 操作系統(tǒng)(Operating System, OS)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對(duì)硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)充 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上配置操作系統(tǒng)主要目標(biāo)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用環(huán)境有關(guān)。 人工操作方式 人工操作方式的缺點(diǎn) 脫機(jī)輸入輸出系統(tǒng) 外圍機(jī)：也是計(jì)算機(jī)，處理輸入輸出，使之不占用主機(jī)CPU時(shí)間 另一個(gè)是進(jìn)行批處理，操作員把用戶(hù)提交的作業(yè)分類(lèi)，把一批中的作業(yè)編成一個(gè)作業(yè)執(zhí)行序列。 多道程序設(shè)計(jì)技術(shù) 若當(dāng)前作業(yè)因等待I/O而暫停，CP
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