操作系统结构

null操作系统结构操作系统结构四川大学计算机学院 左劼系统的组成系统的组成进程管理 内存管理 文件管理 输入/输出管理 二级存储管理 网络 系统保护 命令解释系统进程管理进程管理进程是正在执行的程序 进程完成其任务需要一定的资源 进程和程序之间的关系 一个程序是一个被动实体 任何时候最多只有一个指令被以进程的名义执行 一个程序可能和多个进程相关联 操作系统的内存管理内存管理内存是CPU的舞台 程序要执行，先要被装入内存 当有多个任务的时候 如何分配内存，保证够用 如何保证不相互影响 操作系统的职责文件管理文件管理计算机系统使用很多不同类型的存储系统，操作系统提供了统一的逻辑信息存储观点 文件是由其创建者定义的一组相关信息的集合 操作系统的职责输入/输出系统管理输入/输出系统管理隐藏特定硬件设备的特殊性，对硬件设备抽象出统一的接口 对各种设备进行管理网络网络分布式系统通过网络或者高速总线连接 个系统之间通过进行交互 如何连接、路由、安全等保护系统保护系统避免多个进程之间发生干扰，这是低层次的保护 避免一个健全的子系统受到其他系统的破坏 避免合法用户的信息受到其他用户的侵害 命令解释系统命令解释系统用户和操作系统之间的接口 命令行界面的 图形用户界面的操作系统服务操作系统服务程序执行 I/O操作 文件系统操作 通信 错误 资源分配统计 保护系统调用系统调用系统调用提供了进程与操作系统之间的接口 为了保证OS不被用户程序破坏不允许用户程序访问OS的系统程序和数据那么，怎样得到系统服务的呢？ 使用中断系统调用的处理过程-2系统调用的处理过程-2在系统中为控制系统调用服务的机构称为陷入或异常处理机构 把由于系统调用引起处理机中断的指令称为陷入或异常指令 每个系统调用都对应一个给定的功能号系统调用的处理过程-3系统调用的处理过程-3为实现系统调用功能的子程序编造入口地址表每个入口地址与相应的系统程序名对应 陷入处理程序把陷入指令包含功能号与入口地址表有关项对应，系统调用功能号驱动有关子程序执行 在系统调用处理结束之后，用户程序需利用系统调用返回结果继续执行 系统调用的处理过程-3系统调用的处理过程-3保护现场 在进入系统调用处理之前，陷入处理机构还需保存处理机现场 在系统调用处理结束之后，要恢复处理机现场，现场被保护在特定的内存区或寄存器中null用户程序 陷入处理机构 系统子程序系统调用的处理过程如何给系统调用传参数如何给系统调用传参数通过有关通用寄存器来传递参数：这些寄存器应是系统程序和用户程序都能访问，由于寄存器长度较短，无法传递较多的参数 在内存中开辟专用堆栈区来传递参数 系统调用的分类系统调用的分类进程控制 文件管理 设备管理 信息维护 通信进程管理进程管理结束、中止 装入、执行 创建进程、终止进程 取得、设置进程属性 等待时间 等待事件、唤醒事件 分配和释放内存文件管理文件管理创建文件、删除文件 打开、关闭 读、写、定位 取得、设置文件属性设备管理设备管理请求设备、释放设备 读、写、定位 取得、设置设备属性 逻辑连接、断开设备信息维护信息维护读取、设置日期时间 读取、设置系统数据 读取进程、文件或设备属性 设置进程、文件或设备属性通信通信创建、删除通信连接 发送、接收消息 传递状态信息 连接、断开远程设备系统程序系统程序作用 实现方式 集成在命令解释程序中 单独的命令，命令解释程序来调用系统结构系统结构操作系统系统结构的历史 简单结构 分层方法 微内核简单结构简单结构没有明确定义结构 所有的内核函数在一个层次 之间可以相互调用分层方法分层方法将操作系统的结构分成若干层 每一层都只依赖下一层 逻辑清晰 效率低下UNIX系统结构UNIX系统结构微内核微内核内核仅仅指实现最基本的功能，其它的功能都在系统级或用户级程序中实现 便于扩充、移植操作系统 比较困难虚拟机虚拟机虚拟机的产生 虚拟机如何进行管理：系统模式和用户模式 优点、缺点都很明显虚拟机模型虚拟机模型JavaJavaJava语言 字节码 Java虚拟机 Java的安全模型