作業系統筆記 一 引論

2022-07-21 20:06:18 字數 2801 閱讀 3000

方便性

有效性可擴充性

開發性os作為使用者與計算機硬體系統之間的介面,即os處於使用者與計算機硬體之間,使用者通過os來使用計算機系統

注意,os是乙個系統軟體

使用者可以通過以下三種方式使用計算機

os作為計算機資源的管理者

計算機資源包括:處理器,儲存器,i/o裝置以及資訊(資料和程式)

os的功能:

os實現了對計算機資源的抽象

os是鋪設在計算機硬體上的多層系統軟體,他們不僅增強了系統的功能,而且還隱藏了對硬體操作的細節,由它們實現了對計算機硬體的多個層次的抽象。

由使用者(即程式設計師)採用人工操作方式直接使用計算機硬體系統。

離線輸入/輸出方式

把一批作業以離線方式輸入到磁帶上,並在系統上監督程式,在它的控制下使這批作業能乙個接乙個地連續處理。

特點:自動性、順序性、單道性。

作業先放在外存上並排成乙個佇列,稱為後備佇列,然後,由作業排程程式從後備佇列中選擇若干個作業調入記憶體,使它們共享cpu和系統中的各種資源

好處:提供cpu的利用率,提供記憶體和i/o裝置利用率,增加系統吞吐量。

特點:多道性,無序性,排程性。

在一台計算機上連線了多個帶有顯示器和鍵盤的終端,以互動方式使用計算機,共享主機中的資源。

特點:多路性,獨立性,及時性,互動性。

系統能及時(或即時)響應外部事件的請求,在規定的時間內完成對該事件的處理並控制所有實時任務協調一致地執行。

特點:多路,獨立,及時,互動,可靠。

配置在微型計算機上的作業系統即為微機作業系統

單使用者單任務作業系統(cp/m,ms-dos)——->單使用者多工(windows)——->多使用者多工(unix os——>solaris os,linux os)

併發(重點)

共享性

虛擬(virtual)

作業系統中的所謂」虛擬」是指通過某種技術把乙個物理實體變成若干個邏輯上的對應物。

非同步

非同步的意思即程序是以人們不可預知的速度向前推進的。

程序控制:為作業創造程序,撤銷已結束的程序以及控制程序在執行中的狀態轉換。

程序同步:為多個程序(含執行緒)的執行進行協調

協調方式:程序互斥方式、程序同步方式

程序通訊:用來實現在相互合作的程序之間的資訊交換

排程:在後備佇列上等待的每個作業,通常都要經過排程才能執行,在傳統的作業系統內,包含作業排程和程序排程兩步。

記憶體分配

靜態分配:每個作業的記憶體空間是在作業裝入時確定的,不允許再申請新的記憶體空間,也不允許在記憶體中移動

動態分配:每個作業的記憶體空間也是在作業裝入時確定的,但執行再申請新的記憶體空間,也執行在記憶體中移動。

為了實現記憶體分配,在記憶體分配的機制中,應具有這樣的結構和功能:記憶體分配資料結構,該結構用於記錄記憶體空間的使用情況,作為記憶體分配的依據。

記憶體分配功能,系統按照一定的記憶體分配演算法,為使用者程式分配記憶體空間

記憶體**功能,系統對於使用者不再需要的記憶體通過使用者的釋放請求去完成系統的**功能。

記憶體保護

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。

位址對映

儲存器管理提供地理對映功能,以將位址空間中的邏輯位址轉換成記憶體空間與之對應的實體地址。

記憶體擴充

儲存器管理中的記憶體擴充任務,並非失去擴大物理記憶體的容量,而是借助於虛擬儲存技術,從邏輯上去擴充記憶體容量,使使用者感覺到的記憶體容量比實際記憶體容量大得多。

管理計算機系統中所有的外圍裝置,主要任務是:完成使用者程序提出的i/o請求,為使用者程序分配其所需的i/o

裝置;提高cpu與i/o裝置額利用率;提高i/o速度;方便使用者使用i/o裝置。

緩衝管理

引入緩衝,有效地緩和了cpu與i/o裝置速度不匹配的矛盾(cpu執行的高速性,i/o低速性間的矛盾),提高cpu的利用率。常見緩衝區:單緩衝機制,雙向同時傳遞資料的雙緩衝機制,供多個裝置同時使用的公用緩衝池機制。

裝置分配

根據使用者程序的i/o請求,將系統的現有資源,按照某種裝置分配策略,為之分配其所需的裝置。

裝置處理

裝置處理又稱裝置驅動程式,其基本任務是用於實現cpu和裝置控制器之間的通訊,即由cpu向裝置控制器發出i/o命令,要求它完成指定的i/o操作,反之由cpu接收從控制器發來的中斷請求,並給予迅速的響應和相應的處理。

檔案儲存空間的管理

為每個檔案分配畢業的外存空間,提供外存利用率,並能有助於提高檔案系統的執行速度。

目錄管理

為每個檔案建立其目錄項,並對眾多的目錄項加以有效的組織,以實現方便的按名稱取檔案。

檔案的讀/寫管理和保護

1.命令介面

2.程式介面

此介面是為使用者程式在執行中訪問系統資源而設定的,是使用者程式取得作業系統服務的唯一途徑,它由一組系統呼叫組成,每乙個系統呼叫都是乙個能完成特定功能的子程式,每當應用程式要求os提供某種服務(功能)時,便呼叫具有相應功能的系統呼叫。

3.圖形介面

圖形使用者介面採用了圖形化的操作介面,用非常容易識別的各種圖示來將系統的各項功能,各種應用程式和檔案直觀的表現出來。

無結構作業系統(第一代os)

模組化結構os(第二代os)

基於分解和模組化原則來控制大型軟體的複雜度。為使os具有較清晰的結構,os不再是由眾多的過程直接構成,而是將os按其功能精心劃分為若干個具有一定獨立性和大小的模組,即模組介面法

分層式結構os(第三代os)

客戶/伺服器模式的組成

客戶/伺服器之間的互動

客戶/伺服器模式的優點

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