计算机科学导论操作系统教程分析.pptVIP

1．进程的同步与互斥 进程同步是指有协作关系的进程之间不断地调整它们之间的相对速度或执行过程，以保证临界资源的合理利用和进程的顺利执行。 实现互斥的一种软件是采用锁机制，即提供一对上锁(Lock)和开锁(Unlock)原语，以及一个锁变量w或者是锁位。 8.3 操作系统原理 2．线程 在引入线程的操作系统中，可以在一个进程内部进行线程切换，现场保护工作量小。一方面通过共享进程的基本资源而减轻系统开销，另一方面提高了现场切换的效率，因此，一个进程内部的基本调度单位称为线程或轻型线程，这个调度单位既可以由操作系统内核控制，也可以由用户程序控制。 线程与进程的比较: (1) 进程是资源分配的基本单位。 (2) 线程是分配处理机的基本单位，它与资源分配无关，即真正在处理机上运行的是线程。 (3) 一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，且至少有一个线程。 (4) 线程在执行过程中需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的发放实现同步。 8.3 操作系统原理 8.4 操作系统的分类 1.批处理操作系统 主要特点是系统吞吐量大、系统资源利用率较高、平均作业周转时间(作业从提交到结果输出的时间)较长，系统无交互力。 2.分时操作系统 较好的交互性；同时，系统资源利用率也得到了很大的提高。 3.实时操作系统 具有事件驱动的特点，往往是由外部事件来触发系统的响应；有实时性和高可靠性的要求。 4.网络操作系统 组成网络的各台计算机物理分散且高度自治，各计算机都有各自的软、硬件资源，系统的主要目的是共享网络资源、信息交换和协作。 8.4 操作系统的分类 8.5 操作系统的功能 操作系统的功能通常可分为扩展的虚拟机功能和资源管理功能两个方面 。 8.5.1 资源管理功能 1．处理机管理 2．存储管理 (1) 内存分配 (2) 内存保护 (3) 虚拟存储 (4) 地址映射 3．输入/输出设备管理 4．文件管理 8.5.2 扩展的虚拟机功能 操作系统为用户提供了友好的人机交互以及程序级接口，使得计算机看上去像是功能得到了扩展的机器。 8.5.3 网络操作系统的功能 常用的网络操作系统有Windows NT、UNIX、Linux、NetWare等。网络操作系统除具有一般操作系统的功能外，还 应该具有网络通信、网络资源管理以及多种网络服务等功能。 (1) 网络通信 任务是在源主机和目标主机之间，实现数据传输。 (2) 网络资源管理 对网络中的各种软、硬件资源实施管理;保证数据的安全性和一致性。 (3) 网络服务 为网络用户提供多种网络服务。 (4) 网络管理 保证计算机网络的安全性。 (5) 互操作 能与服务器通信，还能访问服务器上的文件系统。 8.5.3 网络操作系统的功能 8.6 操作系统的体系结构 整体结构 实质上是没有结构，整个操作系统由若干的具有一定独立功能的过程组成，过程和过程之间可以根据需要按事先定义的接口相互进行调用。 分层结构 操作系统按一定的功能模块分层组织，下一层是相邻上一层的基础，层与层之间有严格的接口定义，只在相邻层之间发生交互。 虚拟机结构 它以运行在裸机上的核心软件(虚拟机监控软件/或某一种操作系统)为基础，向上提供虚拟机的功能，每个虚拟机都像是裸机硬件的复制。 微内核结构 尽量减小运行于核心态下的内核，将操作系统的一些传统功能作为服务器进程在用户态下运行，内核更多的是在多个服务器进程间以及用户进程与服务器进程间进行消息传递。 8.6 操作系统的体系结构 8.7 并发性 并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。 实现并发技术的关键之一是如何对系统内的多个活动(进程)进行切换。在多道程序环境下，并行性使多个程序同一时刻可在不同CPU上同时执行。 8.8 调度与分派 常用的任务调度算法如下: 1．优先数调度 优先数调度算法是基于设置的进程优先数，把处理器分派给就绪队列中优先数最高的就绪进程。 2．时间片轮转法调度 轮转法调度进程的关键：一是要利用时钟，定时发出时钟中断，以调度另一就绪进程运行；二是决定时间片大小，时间片过大，退化为优先数法，难以实现轮转执行，增加系统开销。 3．分级调度 分级调度又称反馈队列或多级队列调度，该调度算法的主要思想是将就绪进程列入多个不同级别的就绪进程队列。 8.9 安全与保护 计算机安全性基本内容是对计算机系统的硬件、软件、数据加以保护，不因偶然或恶意原因而造成破坏、更改和泄露，使计算机系统得以连续、正常地运行。 1．操作系统安全性主要内容 2．安全需求 3．安全策略 4．安全模型 5．安全机制 (1) 内存保护 (2