計算機操作系統(tǒng)第九章(已改無錯字)
2023-06-26 22:30:22 本頁面
【正文】 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 Linux物理內(nèi)存地組織示意圖 存儲器管理 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 Linux虛擬內(nèi)存 每個進程空間通過進程的頁目錄和頁表實現(xiàn)與物理內(nèi)存間的映射 。 進程需要空間時并不開始分配物理內(nèi)存 ，而是分配一塊虛擬空間 ， 直到真正需要對物理內(nèi)存進行操作時才通過請求調(diào)入頁面機制分配物理內(nèi)存 。 虛擬內(nèi)存以頁為基本單位 ， 大小與物理頁幀相等 。 386下進程的線性地址為 32位 ， 分為圖示的三個部分 。 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 線性地址到物理地址的轉(zhuǎn)換 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 對進程虛擬空間的管理 ， Linux采用了請求頁式技術(shù) 。標(biāo)準(zhǔn) Linux的虛擬頁表應(yīng)為三級頁表 ， 依次為頁目表（ PGD， Page Directory） 、 中間頁表 （ PMD： Page Middle Directory） 和頁表 （ PTE： Page Table） 。 Linux的三級頁表結(jié)構(gòu) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 進程虛擬空間管理使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 及其關(guān)系示意圖 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 導(dǎo)致頁面異常的原因主要有： （ 1） 編程錯誤： 可分為內(nèi)核程序錯誤和用戶程序錯誤 。 （ 2） 操作系統(tǒng)故意引發(fā)的異常： 操作系統(tǒng)合理利用硬件機制在適當(dāng)時間觸發(fā)異常 ， 使得該異常的處理程序被調(diào)用以達到預(yù)期目的 。 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 Linux虛存的保護 （ 1） 多任務(wù)及保護 Linux允許每個用戶最多可運行 256個任務(wù) 。 Linux使用了四級保護機制： 0級供操作系統(tǒng)內(nèi)核使用； 1級供系統(tǒng)調(diào)用使用； 2級供共享庫用； 3級供應(yīng)用程序使用 。 Linux內(nèi)核由系統(tǒng)內(nèi)的所有任務(wù)共享 。每個任務(wù)有各自私有代碼及數(shù)據(jù)區(qū) ， 存儲在用戶空間 ， 因而對系統(tǒng)中的其他任務(wù)不可見 。 （ 2） 同一任務(wù)內(nèi)的保護 在一個任務(wù)之內(nèi) ， 定義有四種執(zhí)行特權(quán)級別 ， 用來限制對任務(wù)中的段進行訪問 。 這些任務(wù)按照包含在段中的數(shù)據(jù)的敏感性及任務(wù)中不同部分的程序 ， 按可信任的程度進行分區(qū) 。 最敏感的數(shù)據(jù)分配最高的特權(quán)級別；特權(quán)級別用數(shù)字 0～ 3表示 ， 數(shù)字 0表示最高特權(quán)級別 。 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 設(shè)備管理 （ 1） Linux沿用了 UNIX處理設(shè)備的做法 ， 把設(shè)備作為文件來處理 ， 用戶使用設(shè)備如同使用文件一樣 。 （ 2） Linux系統(tǒng)將設(shè)備分為字符設(shè)備 、 塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 。 （ 3） 字符設(shè)備有終端 、 打印機 、 鼠標(biāo) 、 聲卡和內(nèi)存等；塊設(shè)備有軟盤 、 硬盤 、 光盤和其他可移動存儲設(shè)備等 。 （ 4） 字符設(shè)備一般只允許順序訪問 。 而塊設(shè)備可以隨機訪問 ， 任何對塊設(shè)備的讀寫都是通過系統(tǒng)內(nèi)存的緩沖區(qū)進行 。 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 在 Linux中 ， 設(shè)備驅(qū)動程序是一組相關(guān)函數(shù)的集合 ， 含設(shè)備服務(wù)子程序和中斷處理程序 。 設(shè)備服務(wù)子程序包含了所有 與 設(shè) 備 相 關(guān) 的 代 碼 。 設(shè) 備 驅(qū) 動 程 序 利 用 結(jié) 構(gòu)file_operations與文件系統(tǒng)聯(lián)系 ， 因為對設(shè)備的各種操作的入口參數(shù)都放在 file_operations中 。 對于一些特定的設(shè)備 ，其入口為 NULL。 Linux的設(shè)備驅(qū)動程序的主要功能有： 對設(shè)備進行初始化； 使設(shè)備投入運行和退出； 從設(shè)備接收數(shù)據(jù)并將其送入內(nèi)核； 從內(nèi)核將數(shù)據(jù)送到外設(shè)； 檢測和處理設(shè)備完成任務(wù)和出錯情況 。 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計算機本科教育 Linux的設(shè)備驅(qū)動程序與外設(shè)的接口與 DDI/DKI規(guī)范相似 ， 可分為如下三部分： （ 1） 驅(qū)動程序與系統(tǒng)引導(dǎo)的接口 。 這是通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)file_operations完成 。 （ 2） 驅(qū)動程序與設(shè)備引導(dǎo)的接口 。 這部分利用驅(qū)動程序?qū)υO(shè)備進行初始化 。 （ 3） 驅(qū)動程序與設(shè)備的接口 。 這部分描述了驅(qū)動程序如何與設(shè)備進行交互 ， 這與具體設(shè)備相關(guān) 。 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操 作 系 統(tǒng) 操作系統(tǒng) 二十一世紀(jì)計
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