需要總體上掌握系統設計
作業系統包括了所有軟體設計/實現問題,資源共享/管理、安全和身份驗證、靈活性,健壯性、友好介面設計
存在人們意識不到的大量「作業系統」
涉及到電腦科學的很多領域:
執行使用者程式並使使用者問題更易解決。
以一種有效的方式使用資源(有效性--系統管理人員的觀點)。
使計算機系統更易於使用(方便性--使用者的觀點)。
採用新的os結構,易於功能的增、刪、改(可擴充性)。
要求統一開放的環境,各種型別的計算機硬體系統,出自不同的廠家,能通過網路整合並能夠正確、有效地協同工作,實現應用程式的移植(開放性)。
硬體系統(裸機):cpu、儲存器(主存、輔存)、i/o、i/o控制系統
軟體系統:系統軟體、應用軟體
系統軟體:管理計算機本身的操作。如作業系統、編譯系統
應用軟體:提供給使用者進行解題。如,科學計算、事務管理
os作為計算機系統資源的管理者
管理物件包括:cpu、儲存器、外部裝置、資訊(資料和軟體);
管理的內容:資源的當前狀態(數量和使用情況)、資源的分配、**和訪問操作,相應管理策略(包括使用者許可權)……
os實現了對計算機資源的抽象
在裸機上新增:裝置管理、檔案管理、儲存管理(針對記憶體和外存)、處理機管理(針對cpu);
即os用作擴充機器 (extended machine)/虛擬機器(virtual machine)。
併發:指在計算機系統中同時存在著多道執行的程式(程序)
巨集觀上:多道程式同時在執行
微觀上:任何時刻只有一道程式在執行,即微觀上多道程式在cpu上輪流(交替)執行(單機)
並行(parallel): 與併發相似,指多道程式在同一時刻執行,但需多個硬體支援
引入程序
程式和程序:在多道程式系統中,程式不能獨立執行,更不能和其它程式併發執行。引入程序的目的,就是為了使多個程式併發執行。
引入執行緒
程序是os中擁有資源並獨立執行的基本單位。引入執行緒後,把程序作為分配資源的基本單位,把執行緒作為獨立執行和獨立排程的基本單位,進一步提高系統的併發性。
指系統中的資源不再為某道程式所獨佔,而是供多道程式共同使用。
資源共享方式:互斥共享方式、同時訪問方式
併發和共享是作業系統的兩個最基本的特徵,二者互為存在條件:
通過某種技術把乙個物理實體對映為若干個對應的邏輯實體——分時(時分復用技術)或分空間(空分復用技術)。
虛擬是作業系統管理系統資源的重要手段,可提高資源利用率。如:虛擬處理機(分時)、虛擬裝置(分時)、虛擬磁碟(分空間)、虛擬儲存器(分空間、分時)
也稱不確定性,指程序在執行中,其執行時間、順序、向前推進的速度和完成的時間等都是不可預知的。
只要在os中配置有完善的程序同步機制,且執行環境相同,作業經多次執行都會獲得完全相同的結果。所以,非同步執行方式是允許的,是os的乙個重要特徵。
處理機管理、儲存器管理、裝置管理、檔案管理、使用者介面
處理機管理的主要任務:
注:處理機的分配和執行以程序為基本單位,因此對處理機的管理可歸結為對程序的管理
處理機管理的功能
主要任務:
功能:主要任務:
功能主要任務
功能:主要任務:
方便使用者使用作業系統
功能:使用者介面(聯機使用者介面-命令方式、圖形使用者介面,離線使用者介面)
程式介面(系統呼叫)
作業系統的結構設計經歷了以下幾代:
傳統的作業系統結構
客戶/伺服器模式
物件導向的程式設計
微核心os結構
《華東理工大學 作業系統》
作業系統(作業系統引論)
方便性 方便使用者進行操作計算機 有效性提高系統資源的利用率 提高系統的吞吐量,加速程式的執行 可擴充性 方便地增添新的模組和功能,以及對原有的功能模組進行修改 開放性能夠遵循世界標準規範 os作為使用者和計算機硬體系統之間的介面 使用者能夠通過作業系統來使用計算機系統 os作為計算機資源的管理者 ...
作業系統引論
作業系統引論 目的 方便性,有效,可擴充套件,開放 方便性主要是提供結構,有效性主要是充分管理計算機資源。可擴充套件主要是指能夠增加新的模組。開放主要是指彼此相容。管理計算機資源主要是處理機管理,儲存器管理,檔案管理,裝置管理。發展過程 無作業系統的計師算計系統 彈道批處理,多道批處理,分時系統和實...
作業系統引論
併發 共享 虛擬 非同步 1 在多道程式環境下,一段時間內有多道程式在同時執行 2 而通常的程式是靜態實體,它們是不能併發執行的 3 為了使程式能併發執行,系統必須分別為每個程式建立程序。這裡就引進了程序和執行緒的概念 4 在作業系統中引入程序的目的是使程式能併發執行 5 併發與並行的區別 系統中的...