操作系统概论

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操作系统的特征
  • 并发性
  • 共享性
  • 异步性
  • 虚拟性
  • 随机性
操作系统的功能
  • 进程管理(处理器管理)

    • 进程控制:处理进程的创建、状态转换、进程撤销、相关的进程资源的分配与回收
    • 进程同步:处理进程之间的关系,包括进程的同步和互斥
    • 进程间通信:处理相互协作进程之间信息的交换问题
    • 进程调度:按照一定算法从就绪队列中挑选一个进程在处理器真正执行
  • 文件管理

    • 文件存储空间管理
    • 目录管理
    • 文件系统的安全性
  • 作业管理

  • 存储管理

    • 内存分配与回收
    • 存储保护
    • 内存扩充
  • 设备管理

Windows 体系结构

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  • 内核

    提供功能:线程调度、陷入处理和异常调度、中断处理和调度、多处理器同步、供执行体使用的基本内核对象

  • 硬件抽象层(HAL)

    为硬件平台提供接口,隐藏各种与硬件有关的机械

  • 执行体

  • 系统进程和系统线程

UNIX体系结构

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  • 硬件

  • 内核层(操作系统内核)

    操作系统的管理和控制中心,常驻内存。有两方面接口:

    • 内核与硬件的接口
    • 内核与 Shell 的接口

    内核本身又可分为两部分:

    • 进程控制子系统

      负责对处理器和存储器进行管理,功能可分为进程控制、进程通信、存储器管理、进程调度

    • 文件控制子系统

      负责管理系统中所有设备和文件,功能为:文件管理、高速缓存机制和设备驱动程序

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  • 系统调用层(系统调用接口)

    内核层和用户层之间,供程序员设计、开发应用程序时调用。 UNIX系统调用包括:进程管理、文件管理、终端状态等

  • 应用层(UNIX 命令和库)

Linux 体系结构

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  • 内核

    由以下部分组成:系统调用、内存管理、进程管理、设备驱动程序、文件系统、网络管理等

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  • Shell
  • 文件系统
  • 应用程序

Android体系结构

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  • Linux 内核层
  • 系统运行库层
  • 应用框架层
  • 应用程序层
操作系统发展
  • 手工操作

  • 监控程序(单道批处理)

    特点:自动性、顺序性、单道性

  • 多道批处理

    多道性、无序性、调度性、复杂性

  • 分时与实时系统

    多路性、独占性、及时性、交互性

  • 实时操作系统

    多路性、独占性、及时性、交互性、可靠性

  • UNIX通用操作系统

  • 个人计算机操作系统

  • 网络操作系统

操作系统设计目标
  • 可靠性

    正确性 和 健壮性

  • 高效性

  • 易维护性

  • 可移植性

  • 安全性

  • 简明性