作業系統的主要任務,是為多道程式的執行提供良好的執行環境。作業系統應具有這樣幾方面的功能:處理機管理,儲存器管理,裝置管理和檔案管理。此外還需提供面向使用者的介面以及面向網路的服務。
(一)處理機管理功能
1、處理機管理功能的本質:在傳統的多道程式系統中,處理機的分配和執行都是以程序為基本單位,因而對處理機的管理 可歸結為對程序的管理;處理機管理的主要功能是建立和撤消程序(執行緒),對諸程序(執行緒)的執行進行協調,實現進 程(線 程) 之間的資訊交換,以及按照一定的演算法把處理機分配給程序(執行緒)。
2、程序控制:為作業建立程序,撤消已結束的程序,以及控制程序在執行過程中的狀態轉換。
3、程序同步
(1)程序同步的作用:程序同步的主要任務是為多個程序(含執行緒)的執行進行協調。
(2)程序同步的兩種協調方式
1)程序互斥方式:諸程序(執行緒)在對臨界資源進行訪問時,應採用互斥方式。最簡單的用於實現程序互斥的機
制是為每乙個臨界資源配置一把鎖 w,當鎖開啟時,程序(執行緒)可以對該臨界資源進行訪問;而當鎖關上時,則禁止 程序(執行緒)訪問該臨界資源。
2)程序同步方式:在相互合作去完成共同任務的諸程序(執行緒)間,由同步機構對它們的執行次序加以協調。實現進 程同步的最常用的機制則是訊號量機制。
4、程序通訊
程序通訊的任務就是用來實現在相互合作的程序之間的資訊交換。當相互合作的程序(執行緒)處於同一計算機系統 時,通常在它們之間是採用直接通訊方式,即由源程序利用傳送命令直接將訊息(message)掛到目標程序的訊息佇列 上,以後由目。標程序利用接收命令從其訊息佇列中取出訊息。
5、排程
排程分類:作業排程、程序排程
作業排程:作業排程的基本任務是從
後備佇列
中按照一定的演算法,選擇出若干個作業,為它們分配執行所需的資源(首先 是分配記憶體)。在將它們調入記憶體後,便分別為它們建立程序,使它們都成為可能獲得處理機的就緒程序,並按照一定的 演算法將它們插入
就緒佇列。
程序排程:程序排程的任務是從程序的就緒佇列中,按照一定的演算法選出乙個程序,把處理機分配給它,並為它設定運 行現場,使程序投入執行。
(二)儲存器管理功能
1、記憶體分配
(1)作用:為每道程式分配記憶體空間;
(2)兩種記憶體分配方式:
動態記憶體分配:每個作業所要求的基本記憶體空間也是在裝入時確定的,但允許作業在執行過程中繼續申請新的附加內 存空間,以適應程式和資料的動態增長,也允許作業在記憶體中「移動」。
靜態記憶體分配:每個作業的記憶體空間是在作業裝入時確定的;在作業裝入後的整個執行期間,不允許該作業再申請 新的記憶體空間,也不允許作業在記憶體中「移動」。
(3)記憶體分配機制應具有的結構和功能:
記憶體分配資料結構、記憶體分配功能、記憶體**功能。
2、記憶體保護
(1)主要作用:確保每道使用者程式都只在自己的記憶體空間內執行,彼此互不干擾;絕不允許使用者程式訪問作業系統的程 序和資料;也不允許使用者程式轉移到非共享的其它使用者程式中去執行。
(2)記憶體保護機制:設定兩個界限暫存器,分別用於存放正在執行程式的上界和下界。
3、位址對映
程式的邏輯位址通常從0開始,而實體地址不從0開始,因此需要乙個對映轉換過程。
4、記憶體擴充
(1)借助於虛擬儲存技術,從邏輯上去擴充記憶體容量。
(2)為了能在邏輯上擴充記憶體,系統必須具有記憶體擴充機制,用於實現下述各功能:
1)請求調入功能:允許在裝入一部分使用者程式和資料的情況下,便能啟動該程式執行。在程式執行過程中,若發 現要繼續執行時所需的程式和資料尚未裝入記憶體,可向 os 發出請求,由 os 從磁碟中將所需部分調入記憶體,以便 繼續執行。
2)置換功能:若發現在記憶體中已無足夠的空間來裝入需要調入的程式和資料時,系統應能將記憶體中的一部分暫時 不用的程式和資料調至盤上,以騰出記憶體空間,然後再將所需調入的部分裝入記憶體。
作業系統的主要功能
作業系統的主要任務,是為多道程式的執行提供良好的執行環境,以保證多道程式能有條不紊地 高效地執行,並能最大程度的提高系統中各種資源的利用率和方便使用者的使用。處理機管理的主要功能是建立和撤銷程序 執行緒 對諸程序的執行進行協調,實現程序 執行緒 之間的資訊交換,以及按照一定的演算法把處理機分配給程序...
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