作業系統概述

2022-08-17 11:54:16 字數 1567 閱讀 1663

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1、定義:作業系統是控制和管理計算機軟、硬體資源,以盡可能合理、高效的方法為不同使用者及其應用程式提供服務的一種系統程式。

2、特徵:併發、共享、虛擬和非同步四大特徵。其中,最重要的是併發程式,其他三個特徵都是以併發為前提的。

3、功能:主要有程序管理、儲存管理、檔案管理、輸入/輸出管理和作業管理五大功能。

4、提供的服務:

命令輸入:提供人機對話平台;

系統呼叫服務:提供程式設計時的系統服務。

1、單使用者作業系統

2、批處理作業系統

批處理系統又分為以下兩類:單道批處理系統、多道批處理系統。

3、分時作業系統

4、實時系統

5、網路作業系統

6、分布式作業系統

7、並行作業系統

核心態與使用者態:

核心態:指作業系統管理程式執行的狀態,具有較高的特權級別,又稱為特權態、系統態或管態;

使用者態:一般指使用者程式執行時的狀態,具有較低的特權級別,又稱為普通態、目態。

中斷、異常:

中斷(nterup):是指處理機對系統中或系統外發生的非同步事件的響應。

異常:是指由系統發起的一次確定的服務過程,有時也稱為陷阱trap。

中斷與異常的區別與聯絡:就比較通用的觀點來看,中斷是強迫性的,異常是自願性的;中斷一般外來的,異常是程式發出的;中斷服務於所有程式,異常一般為發出異常的程式服務。

系統呼叫:

系統呼叫的處理過程:當系統呼叫發生時,處理器通過一種特殊的機制,通常是中斷或者異常處理,把控制流程轉移到監控程式內的一些特定的位置。同時,處理器模式轉變成特權模式。其次,由監控程式執行被請求的功能**。這個功能**代表著對段標準程式段的執行, 用以完成所請求的功能。 第三,處理結束之後, 監控程式恢復系統呼叫之前的現場:把執行模式從特權模式恢復成為使用者方式:最後將控制權轉移回原來的使用者程式。

系統呼叫與一般程式呼叫的不同: 

(1)執行在不同的系統狀態:呼叫的程式是執行在使用者態,被呼叫的程式執行在系統。

(2)進入的方式不同:過程呼叫語句直接跳轉到被呼叫過程,而系統呼叫則必須通過執行系統呼叫命令。

(3)返回方式不同:過程呼叫直接返回:系統呼叫則不直接返回,有重新排程過程。

(4)**層次不同:過程呼叫是使用者級程式,而系統呼叫是系統級程式。

(5)系統呼叫般不能巢狀或遞迴。

作業系統體系結構:

常見的作業系統體系結構有:整體式結構、層次式結構和微核心(客戶/伺服器)結構等。

1、整體式結構:首先確定作業系統的總體功能,然後將總功能分解為若干個子功能,實現每個子功能的程式稱為模組。它的主要優點是:結構緊密,介面簡單直接,系統效率較高。

2、層次式結構:層次式結構微是把作業系統的所有功能模組,按功能流圖的呼叫次序,分別將這些模組排列成若干層,各各層之間的模組只能是單向依賴或單向呼叫關係。這樣不但作業系統的結構清晰,而且不構成迴圈。

3、微核心(客戶/伺服器)結構:這種模式核心提供所有的作業系統基本都具有的那些操作,如執行緒排程、虛擬儲存、訊息傳遞、裝置驅動以及核心的原語操作和中斷處理等。這些部分通常採用層次結構並構成了基本作業系統。

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