文档介绍：操作系统结构
操作系统设计目标
操作系统构件
操作系统结构:整体式结构
操作系统结构:层次式结构
操作系统结构:虚拟机结构
操作系统结构:微内核结构
Windows2000的系统结构
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操作系统设计目标
正确性
高效性
可扩充性
可移植性
可靠性
可伸缩性
分布计算
认证的安全性
POSIX承诺
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操作系统构件:内核
内核功能
中断处理、短程调度、原语管理
内核执行的属性
内核是由中断驱动的
内核的执行是连续的
内核在屏蔽中断状态下执行
内核可以使用特权指令
内核是操作系统对裸机的第一次改造,内核和裸机组成了一台虚拟机
虚拟机为每个进程提供了一台虚拟处理器
虚拟机为进程或模块提供了功能较强的指令系统
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操作系统构件:进程
具有进程结构的操作系统,结构清晰、整齐划一,可维护性好,主要表现在:
一个进程到另一个进程的控制转移由进程调度机构统一管理,不能杂乱无章,随意进行
进程之间的信号发送、消息传递和同步互斥由通信及同步机制完成,从而进程无法有意或无意破坏它进程的数据。因此,每个进程相对独立,相互隔离,提高了系统的安全性和可靠性
进程结构较好刻画了系统的并发性,动态地描述出系统的执行过程
4
操作系统构件:线程
在一个多线程环境中,进程是系统进行保护和资源分配的单位,而线程则是进程中一条执行路径,每个进程中允许有多个并行执行的路径,而线程才是系统进行调度的单位
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操作系统构件:管程
管程是管理共享资源的机制,对管程的调用表示对共享资源的请求与释放。管程可以被多个进程或管程嵌套调用,但它们只能互斥地访问管程。管程应包含条件变量,当条件不满足时,可以通过对条件变量做操作使调用进程延迟,直到另一个进程调用管程过程并执行一个释放操作为止
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操作系统构件:类程
类程是管理私有资源的,对类程的调用表示对私有资源的操作。它仅能被进程及起源于同一进程的其它类程或管程嵌套调用链所调用。其本身也可以调用其它类程或管程。类程可以看作子程序概念的扩充,但一个类程可以包含多个过程,不像子程序仅仅一个
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操作系统结构:整体式结构
采用整体式结构的操作系统是一堆过程或模块的集合,每个过程都可以调用任意其他过程,但系统中的每一过程都有一个定义完好的接口
模块接口结构的优点
便于分头设计与实现,有利于开发效率
能随意地利用别的模块所提供的功能,整个系统结构紧密,效率高
系统生成如同搭积木,便于生成满足不同要求的操作系统
便于扩充
模块接口结构的缺点:没有一个清晰的结构;系统正确性难以保证;系统维护不便利
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操作系统结构:层次式结构
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操作系统结构:层次式结构
分层结构内核
进程管理
硬件
存储管理
设备管理
文件管理
作业管理
内
核
模
式
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