【正文】 OS在實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配時(shí) ， 可采取靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方式 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 內(nèi)存分配的機(jī)制中應(yīng)具有這樣的結(jié)構(gòu)和功能： ① 內(nèi)存分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ， 該結(jié)構(gòu)用于記錄內(nèi)存空間的使用情況 ， 作為內(nèi)存分配的依據(jù)； ② 內(nèi)存分配功能 ， 系統(tǒng)按照一定的內(nèi)存分配算法 ， 為用戶程序分配內(nèi)存空間； ③ 內(nèi)存回收功能 ， 系統(tǒng)對于用戶不再需要的內(nèi)存 ， 通過用戶的釋放請求 ， 去完成系統(tǒng)的回收功能 。 為了確保每道程序都只在自己的內(nèi)存區(qū)中運(yùn)行 ， 必須設(shè)置內(nèi)存保護(hù)機(jī)制 。 分別用來存放正在執(zhí)行程序的上界和下界 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 3. 地址映射 “ 邏輯地址 ” 或 “ 相對地址 ” :程序的地址都是從 “ 0”開始的 ， 程序中的其它地址都是相對于起始地址計(jì)算 。 地址映射功能 將地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對應(yīng)的物理地址 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 4. 內(nèi)存擴(kuò)充 內(nèi)存擴(kuò)充機(jī)制 ， (1) 請求調(diào)入功能。 第一章 操作系統(tǒng)引論 設(shè)備管理功能 :目標(biāo)是：方便設(shè)備的使用 、提 高 CPU與 I/O設(shè)備利用率； 1. 緩沖管理 在 I/O設(shè)備和 CPU之間引入緩沖 ， 則可有效地緩和 CPU和 I/O設(shè)備速度不匹配的矛盾 ， 提高 CPU的利用率 最常見的緩沖區(qū)機(jī)制有 單緩沖 機(jī)制 、 能實(shí)現(xiàn)雙向同時(shí)傳送數(shù)據(jù)的 雙緩沖 機(jī)制 ， 以及能供多個(gè)設(shè)備同時(shí)使用的公用 緩沖池 機(jī)制 。 如果在 I/O設(shè)備和 CPU之間 ， 還存在著設(shè)備控制器和 I/O通道時(shí) ，還須為分配出去的設(shè)備分配相應(yīng)的控制器和通道 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 3. 設(shè)備處理 設(shè)備處理程序又稱為設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 文件管理功能 1. 由文件系統(tǒng)對諸多文件及文件的存儲(chǔ)空間 ，實(shí)施統(tǒng)一的管理 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 2. 目錄管理 目錄管理的主要任務(wù) ， 是為每個(gè)文件建立其目錄項(xiàng) ， 并對眾多的目錄項(xiàng)加以有效的組織 ， 以實(shí)現(xiàn)方便的按名存取 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 3. 文件的讀 /寫管理和保護(hù) (1) 文件的讀 /寫管理 。 (2) 文件保護(hù) 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 用戶接口 1. 命令接口 (1) 聯(lián)機(jī)用戶接口 。 (2) 脫機(jī)用戶接口 。 該接口由一組作業(yè)控制語言 JCL組成 。 它是由一組系統(tǒng)調(diào)用組成 ， 每一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用都是一個(gè)能完成特定功能的子程序 ， 每當(dāng)應(yīng)用程序要求 OS提供某種服務(wù) (功能 )時(shí) ， 便調(diào)用具有相應(yīng)功能的系統(tǒng)調(diào)用 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軟件工程的基本概念 1. 所謂軟件 ， 是指當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí) ， 能提供所要求的功能和性能的指令和程序的集合 ， 是一種邏輯部件 ， 它具有與硬件完全不同的特點(diǎn) 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 操作系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的大型軟件 。 開發(fā)方法的不斷發(fā)展 ， 促進(jìn)了 OS結(jié)構(gòu)的更新?lián)Q代 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 1. 早期 的 OS是為數(shù)眾多的一組過程的集合 ，各過程之間可以相互調(diào)用 ， 在操作系統(tǒng)內(nèi)部不存在任何結(jié)構(gòu) ， 因此 ， 這種 OS是無結(jié)構(gòu)的 ， 也有人把它稱為整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 2. 模塊化 OS 1) 模塊化程序設(shè)計(jì)技術(shù) ， 是最早 (20世紀(jì) 60年代 )出現(xiàn)的一種程序設(shè)計(jì)技術(shù) 。為使 OS具有較清晰的結(jié)構(gòu) ， OS不再是由眾多的過程直接構(gòu)成 ， 而是將 OS按其功能劃分為若干個(gè)具有一定獨(dú)立性和大小的模塊 。 (2) 增強(qiáng)了 OS的可適應(yīng)性。 第一章 操作系統(tǒng)引論 模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)有二：首先 ， 在開始設(shè)計(jì) OS時(shí) ， 對模塊的劃分及對接口的規(guī)定并不精確 ；其次 ， 從功能觀點(diǎn)來劃分模塊時(shí) ，未能將共享資源和獨(dú)占資源加以區(qū)別；由于管理上的差異 ， 又會(huì)使模塊間存在著復(fù)雜的依賴關(guān)系使 OS結(jié)構(gòu)變得不清晰 。 我們可以從物理機(jī)器開始 ， 在其上面先添加一層具有一定功能的軟件 A1, 由于 A1是建立在完全確定的物理機(jī)器上的 ， 在經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和幾乎是窮盡無遺的測試后 ， 可以認(rèn)為 A1是正確的；然后再在 A1上添加一層新軟件 A2， ……， 如此一層一層地自底向上增添軟件層 ， 每一層都實(shí)現(xiàn)若干功能 ， 最后總能構(gòu)成一個(gè)能滿足需要的 OS。 通常 OS的每個(gè)功能的實(shí)現(xiàn) ， 并非是只用一個(gè)程序便能完成的 ， 而是要經(jīng)由若干個(gè)軟件層才有可能完成 。 (2) 運(yùn)行頻率 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 (3) 公用模塊 。 例如 ， 用于對信號量進(jìn)行操作的原語 Signal和 Wait。 為方便用戶 (程序 )， OS向用戶提供了 “ 用戶與 OS的接口 ” ， 如命令接口 、程序接口以及圖形用戶接口 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 微內(nèi)核 OS結(jié)構(gòu) 1. 客戶 /服務(wù)器模式 (ClientServer Model) 1) 為了提高 OS的靈活性和可擴(kuò)充性而將 OS劃分為兩部分 ， 一部分是用于提供各種服務(wù)的一組服務(wù)器 (進(jìn)程 )。 此外 ， 在內(nèi)核中還應(yīng)具有其它一些機(jī)構(gòu) ， 用于實(shí)現(xiàn)與硬件緊密相關(guān)的和一些較基本的功能 。 (2) 提高了 OS的可靠性。 第一章 操作系統(tǒng)引論 2. 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù) (ObjectOrientated Programming) 1) 該技術(shù)是基于 “ 抽象 ” 和 “ 隱蔽 ” 原則來控制大型軟件的復(fù)雜度的 。 OS中的各類實(shí)體如進(jìn)程 、 線程 、 消息 、存儲(chǔ)器等 ， 都使用了對象這一概念 ， 相應(yīng)地 ， 便有進(jìn)程對象線程對象 、 存儲(chǔ)器對象等 。 由于隱蔽了表示實(shí)體的數(shù)據(jù)和操作 ， 因而可以改變對象的表示而不會(huì)影響其它部分 ， 從而可以方便地改變老的對象和增加新的對象 。 繼承性是面向?qū)ο蠹夹g(shù)所具有的重要特性 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 ? (3) 正確性和可靠性。 第一章 操作系統(tǒng)引論 3. 1) 微內(nèi)核技術(shù)的引入 所謂 微內(nèi)核技術(shù) ， 是指精心設(shè)計(jì)的 、 能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代 OS核心功能的小型內(nèi)核 ， 它與一般的 OS(程序 )不同 ， 它更小更精煉 ， 它不僅運(yùn)行在核心態(tài) ，而且開機(jī)后常駐內(nèi)存 ， 它不會(huì)因內(nèi)存緊張而被換出內(nèi)存 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 由于在微內(nèi)核 OS結(jié)構(gòu)中 ， 通常都采用了客戶 /服務(wù)器模式 ， 因此 OS的大部分功能和服務(wù) ， 都是由若干服務(wù)器來提供的 ， 如文件服務(wù)器 、 作業(yè)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等 。 (1) 進(jìn)程管理 。 (3) 進(jìn)程通信管理。