操作系统原理基础.pptx
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1、操作系统的作用和地位用户操作计算机的接口配置在计算机硬件上的最基础的软件,其他所有的软件都依赖于它的支持。在计算机系统中起着承上启下的作用,是其它软件和硬件之间的接口管理计算机的软硬件资源郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系操作系统的发展第一代计算机手工操作第二代计算机操作系统产生第三代计算机操作系统形成和完善第四代计算机操作系统的进一步发展郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系操作系统的目标方便性易于使用易于使用有效性组织和管理计算机的软硬件资源组织和管理计算机的软硬件资源组
2、织计算机的工作流程组织计算机的工作流程可扩充性便于增加新的功能模块和修改老的功能模块便于增加新的功能模块和修改老的功能模块开放性易于实现应用程序的可移植性和互操作性易于实现应用程序的可移植性和互操作性郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系操作系统的功能用户与计算机硬件系统的接口命令接口(命令接口(shellshell)系统调用系统调用管理系统软硬件资源处理器管理处理器管理存储管理存储管理设备管理设备管理文件管理文件管理郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系LINUX操作系统的结构
3、郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系处理器管理完成CPU资源的分配调度等功能,以某种预定的策略运行系统中的任务。调度的单位为进程或线程。进程与线程进程与线程进程调度进程调度进程间通信进程间通信同步与互斥同步与互斥郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系进程与线程进程是一个描述程序执行时动态特征的概念。简单的说,执行中的程序就叫进程进程代表了程序的一次执行过程郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系为什么引入进程?提高CPU的
4、利用率,让多个进程共享CPU从用户的角度看,进程独占地使用从用户的角度看,进程独占地使用CPUCPU资源资源郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系线程线程是进程中的一个实体,一个进程可以有多个线程。线程的引入是为了减少进程切换的开销。LINUX不区分线程与进程,线程被当做一种特殊的进程。郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系Linux中的进程郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系Windows的进程/线程信息郑灵翔郑灵翔郑
5、灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系LINUX进程状态D uninterruptible sleep(usually IO)S sleepingR runnable(on run queue)T stoppedZ a defunct(zombie)process郑灵翔郑灵翔LINUX进程状态转换郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系进程调度进程调度的任务就是按照调度策略合理地为各个进程分配处理机,提高CPU利用率。2.6内核采用了O(1)调度算法,实时性较旧内核有较大提高支持可抢占式调度(p
6、reemptible_schedule)(preemptible_schedule)郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系2.4 vs.2.6内核的实时性比较郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系进程间通信系统运行的各个进程间交换信息的机制(Linux)管道和命名管道(管道和命名管道(FIFOFIFO)信号量信号量消息队列消息队列共享内存共享内存套接字套接字郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系进程同步什么是同步?多个相关
7、进程间协调相互间的运行次序,保证多个相关进程间协调相互间的运行次序,保证程序的正确执行程序的正确执行什么时互斥?对于一些只充许独占访问的资源进行保护,保对于一些只充许独占访问的资源进行保护,保证资源得到正确使用。证资源得到正确使用。进程同步的主要任务保证各进程能互斥访问临界资源保证各进程能互斥访问临界资源保证相互合作的进程执行次序的协调保证相互合作的进程执行次序的协调郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系存储管理存储管理是指存储器资源的管理。存储分配和回收存储分配和回收分配和回收算法分配和回收算法相关的数据结构。相关的数据结构。地址变换
8、地址变换动态链接动态链接重定位重定位地址映射地址映射存储共享和保护存储共享和保护郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系Linux中虚拟地址与虚拟地址空间郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系PXA255的物理地址空间郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系地址映射地址映射:将进程中的虚拟地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址。此功能由CPU的MMU(Memory Management Unit)单元完成郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑
9、灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系虚拟存储与Linux存储管理郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系静态链接与动态链接在程序编译时将各个目标模块用到的外部调用都变为相对地址,事先链接形成一个完整的可执行文件可执行程序在装入内存时,边装入边链接。在装入时解决外部地址调用问题。共享:多个进程可以共用一个共享库,节省内共享:多个进程可以共用一个共享库,节省内存存便于代码升级和代码重用便于代码升级和代码重用郑灵翔郑灵翔郑灵翔郑灵翔厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系厦门大学通讯工程系静
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