作業系統引論

2022-02-18 19:33:32 字數 1853 閱讀 4508

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...