【正文】 的接口 ， 用戶可通過該接口取得操作系統(tǒng)的服務(wù)； (2) 程序接口 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 1． 用戶接口 由一組 “ 命令 ” 集組成 ， 分為聯(lián)機(jī)和脫機(jī)用戶接口 ? 聯(lián)機(jī)用戶接口 由一組鍵盤操作命令及命令解釋程序所組成 ? 脫機(jī)（批處理用戶接口） 用 JCL寫作業(yè)說明書 ? 圖形用戶接口 —— 〉 聯(lián)機(jī)用戶接口 圖形、 icon 2．程序接口 系統(tǒng)調(diào)用 高級語言的庫函數(shù) 第一章 操作系統(tǒng)引論 OS的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ?第一代：無結(jié)構(gòu) ?第二代：模塊式 ?第三代：分層式 ?第四代：微內(nèi)核 把前三代的 OS結(jié)構(gòu)稱為 傳統(tǒng)的 OS結(jié)構(gòu) ，而把第四代的 OS結(jié)構(gòu)稱為 現(xiàn)代 OS結(jié)構(gòu) 。 ? 缺點：邏輯復(fù)雜，維護(hù)困難 . 第一章 操作系統(tǒng)引論 傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ? 模塊化結(jié)構(gòu) OS ? 通過分解和模塊化來控制大型軟件復(fù)雜度。 ? 優(yōu)點： ? 提高了 OS設(shè)計的正確性、可理解性、可維護(hù)性 ? 增強(qiáng)的 OS的可適應(yīng)性 ? 加速了 OS的開發(fā)過程：并行開發(fā)模塊 ? 缺點： ? 模塊大小、接口不易確定 ? 模塊依賴關(guān)系可能復(fù)雜 〉 無序模塊法 第一章 操作系統(tǒng)引論 傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ? 分層式操作系統(tǒng) ? 分層式結(jié)構(gòu)的基本概念：自底向上，每一層僅能使用其底層所提供的功能和服務(wù) ? 優(yōu)點 (1) 易保證系統(tǒng)的正確性 (2) 易擴(kuò)充和易維護(hù)性 ? 缺點 效率降低 第一章 操作系統(tǒng)引論 客戶 /服務(wù)器模式 客戶 /服務(wù)器 (Client/Server)模式可簡稱為 C/S模式 。 (1) 客戶機(jī)：通常在一個 LAN網(wǎng)絡(luò)上連接有多臺網(wǎng)絡(luò)工作站 (簡稱客戶機(jī) )，每臺客戶機(jī)都是一個自主計算機(jī)。 平時它一直處于工作狀態(tài) ， 被動地等待來自客戶機(jī)的請求 ， 一旦檢查到有客戶提出服務(wù)請求 ， 便去完成客戶的請求 ， 并將結(jié)果送回客戶 。 (3) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：用于連接所有客戶機(jī)和服務(wù)器 ， 實現(xiàn)它們之間通信和網(wǎng)絡(luò)資源共享的系統(tǒng) 。 (3) 靈活性和可擴(kuò)充性 (4) 易于改編應(yīng)用軟件 。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。 第一章 操作系統(tǒng)引論 ? 面向?qū)ο蠹夹g(shù)的優(yōu)點 在設(shè)計操作系統(tǒng)時 ， 將計算機(jī)中的實體作為對象來處理 ， 可帶來如下好處： (1) 通過 “ 重用 ” 提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率 。 (3) 更易于保證系統(tǒng)的 “ 正確性 ” 和 “ 可靠性 ” 。 Mach OS：并行分布式操作系統(tǒng)， 現(xiàn)代的微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)的例子 Windows 2K/XP： 為了移植性的考慮， Windows操作系統(tǒng)的大多數(shù)代碼是用 C語言編寫的 第一章 操作系統(tǒng)引論 1) 足夠小的內(nèi)核 內(nèi)核 是指精心設(shè)計的、能實現(xiàn)現(xiàn)代 OS最基本的核心功能的部分 。它們只是為構(gòu)建通用 OS提供一個重要基礎(chǔ)，這樣就可以確保把操作系統(tǒng)內(nèi)核做得很小。 例如用于提供對進(jìn)程 (線程 )進(jìn)行管理的進(jìn)程 (線程 )服務(wù)器 ， 提供虛擬存儲器管理功能的虛擬存儲器服務(wù)器 ， 提供 I/O設(shè)備管理的 I/O設(shè)備管理服務(wù)器等 ， 它們都是 被作為進(jìn)程 來實現(xiàn)的 ， 運(yùn)行在 用戶態(tài) ， 客戶與服務(wù)器之間是借助微內(nèi)核提供的 消息傳遞機(jī)制 來實現(xiàn)信息交互的 。 第一章 操作系統(tǒng)引論 圖 110 在單機(jī)環(huán)境下的客戶 /服務(wù)器模式 客戶進(jìn)程客戶進(jìn)程進(jìn)程服務(wù)器終端服務(wù)器…文件服務(wù)器存儲器服務(wù)器用戶方式核心方式回答核心請求① ④ ② ③ 第一章 操作系統(tǒng)引論 3) 應(yīng)用 “ 機(jī)制與策略分離 ” 原理 在現(xiàn)代操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，經(jīng)常利用 “ 機(jī)制與策略分離 ” 的原理來構(gòu)造 OS結(jié)構(gòu)。而策略，則是在機(jī)制的基礎(chǔ)上，借助于某些參數(shù)和算法來實現(xiàn)該功能的優(yōu)化 ，或達(dá)到不同的功能目標(biāo)。在傳統(tǒng)的 OS中，將機(jī)制放在 OS的內(nèi)核的較低層，把策略放在內(nèi)核的較高層次中。正因為如此，才有可能將內(nèi)核做得很小。正因為面向?qū)ο蠹夹g(shù)能帶來如此多的好處，故面向?qū)ο蠹夹g(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代操作系統(tǒng)的設(shè)計中。 2) 低級存儲器管理 只配置最基本的低級存儲器管理機(jī)制 3) 中斷和陷入處理 將與硬件緊密相關(guān)的一小部分放入微內(nèi)核中處理。 在微內(nèi)核 OS中是將進(jìn)程管理、存儲器管理以及 I/O管理這些功能一分為二，屬于機(jī)制的很小一部分放入微內(nèi)核中，另外絕大部分放在微內(nèi)核外的各種服務(wù)器中來實現(xiàn)。與此同時，也必然改善系統(tǒng)的 靈活性 ，不僅可在操作系統(tǒng)中增加新的功能，還可修改原有功能，以及刪除已過時的功能，以形成一個更為精干有效的操作系統(tǒng) 。此外，由于 所有服務(wù)器都是運(yùn)行在用戶態(tài) ，服務(wù)器與服務(wù)器之間采用的是消息傳遞通信機(jī)制，因此，當(dāng)某個服務(wù)器出現(xiàn)錯誤時，不會影響內(nèi)核，也不會影響其它服務(wù)器。在微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)中， 所有與特定 CPU和 I/O設(shè)備硬件有關(guān)的代碼，均放在內(nèi)核和內(nèi)核下面的硬件隱藏層中，而操作系統(tǒng)其它絕大部分 (即各種服務(wù)器 )均與硬件平臺無關(guān) ，因而，把操作系統(tǒng)移植到另一個計算機(jī)硬件平臺上所需作的修改是比較小的。事實上，只要在分布式系統(tǒng)中賦予所有進(jìn)程和服務(wù)器惟一的標(biāo)識符，在微內(nèi)核中再配置一張系統(tǒng)映射表 (即進(jìn)程和服務(wù)器的標(biāo)識符與它們所駐留的機(jī)器之間的對應(yīng)表 )，在進(jìn)行客戶與服務(wù)器通信時，只需在所發(fā)送的消息中標(biāo)上發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程的標(biāo)識符，微內(nèi)核便可利用系統(tǒng)映射表，將消息發(fā)往目標(biāo)，而無論目標(biāo)是駐留在哪臺機(jī)器上。 第一章 操作系統(tǒng)引論 4． 微內(nèi)核操作系統(tǒng)存在的問題 較之早期 OS，微內(nèi)核 OS的運(yùn)行 效率有所降低 。至少需要進(jìn)行 四次上下文切換，有時八次上下文的切換