計算機軟考軟件設計師:操作系統(tǒng)知[2]

軟件設計師 責任編輯:narfell 2011-01-17

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摘要:◆實時操作系統(tǒng):系統(tǒng)往往是專用,系統(tǒng)與應用很難分離。其特點是能及時響應外部時間的請求,并迅速完成對事件的處理。其設計原則是響應時間優(yōu)先于資源利用率。實時系統(tǒng)又分成實時過程控制和實時信息處理兩類。除了上述這幾類基本系統(tǒng)外,隨著計算機體系結構的發(fā)展,又出現(xiàn)了多處理機操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)等等。

  ◆實時操作系統(tǒng):系統(tǒng)往往是專用,系統(tǒng)與應用很難分離。其特點是能及時響應外部時間的請求,并迅速完成對事件的處理。其設計原則是響應時間優(yōu)先于資源利用率。實時系統(tǒng)又分成實時過程控制和實時信息處理兩類。

  除了上述這幾類基本系統(tǒng)外,隨著計算機體系結構的發(fā)展,又出現(xiàn)了多處理機操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)等等。

  操作系統(tǒng)的職能是管理和控制計算機系統(tǒng)中的全部硬件、軟件資源,合理組織計算機工作流程,并為用戶提供一個良好的工作環(huán)境和友好的接口,系統(tǒng)資源管理和提供用戶界面是操作操作系統(tǒng)的功能模塊:

  ◆處理器(機)管理:其主要任務,是對處理機進行分配,并對其進行有效的控制和管理。在多道程序環(huán)境下,處理機的分配以線程為基本單位,因此對處理機的管理可歸結為對線程的管理。

  ◆存儲管理:其主要任務,是為程序的運行提供良好的環(huán)境,方便用戶使用存儲器,提高存儲器的利用率,以及能從邏輯上來擴充內存。所以存儲管理應具有以下功能:內存分配、內存保護、地址映射和內存擴充等。

  ◆設備管理:其主要任務,是完成用戶提出的I/O請求,為用戶分配I/O設備;提高CPU和I/O設備的利用率;提高I/O速度;以及方便用戶使用I/O設備。為實現(xiàn)上述任務,設備管理應具有緩沖管理、設備分配和設備處理,以及虛擬設備等功能。采用通道、控制器和設備三級控制方法管理這些設備;

  ◆文件管理:其主要任務,是對用戶文件和系統(tǒng)文件進行管理,以方便用戶使用,并保證文件的安全性。為此,文件管理應具有文件存儲空間的管理,目錄管理,文件的讀、寫管理以及文件的共享與保護等功能。

  ◆用戶接口:為了方便用戶使用操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)向用戶提供命令接口和系統(tǒng)調用接口,在較晚出現(xiàn)操作系統(tǒng)中又向用戶提供了圖形接口。

  1.2 處理機管理

  處理器是計算機的心臟,在單用戶系統(tǒng)中或單道系統(tǒng)中,處理器為一個用戶或一個作業(yè)服務,管理簡單。為了提高系統(tǒng)資源的利用率,引入了多道程序技術,即多個程序或作業(yè)同時運行,爭用處理器,要解決處理器的分配調度的策略。因此引入了作業(yè)、進程和線程的概念,基于操作系統(tǒng)對處理器的管理策略不同,其提供的作業(yè)處理方式也不同,又批處理方式、分時處理方式、實時處理方式、多道成批處理方式和網(wǎng)絡環(huán)境下的處理方式等。

  操作系統(tǒng)的核心位于硬件上,核心的目的是提供一種進程賴以生存的環(huán)境,其主要任務就是接受中斷并做基本的處理,在進程之間切換處理器,處理進程之間的通信。

  基本的硬件結構是:

  (1) 中斷結構:為了使輸入輸出活動與處理器的活動并行,提出了中斷處理程序;

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