第1-2讲操作系统1剖析.pptVIP

嵌入式操作系统 指，运行在嵌入式系统环境中，对整个嵌入式系统以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行协调、调度、指挥和控制的系统软件。 嵌入式操作系统在工业控制、军事及民用设施中有着广泛的应用前景。 上节回顾 操作系统的功能：进程管理、存储器管理、设备管理、文件管理 现代操作系统的特征：任务共行、资源共享、虚拟性、不确定性 基本概念：多道程序设计、进程与线程、作业、任务、接口、系统调用、虚拟存储、文件 操作系统分类 Windows操作系统 Windows 是一个多任务操作系统，它允许用户同时运行多个应用程序，或在一个程序中同时做几件事情。系统为每个应用程序打开一个窗口。用户可以移动窗口，或在不同的应用程序之间切换。 Windows NT及Windows 2000都属于多用户操作系统。Windows NT支持对称多处理机、多线程、多个可装卸文件系统，兼容POSIX标准 UNIX操作系统 UNIX是一个由C语言编写的、多用户多任务操作系统。 已应用于从嵌入式处理器到工作站、桌面系统，乃至服务于大群用户的高性能多处理机系统 内核 Shell 编程环境 文本处理 公用程序 电子邮件 信息处理 用户程序 图1.5 UNIX的一般体系结构 Linux操作系统 Linux是UNIX变种，是一个源代码开放的、多用户操作系统。 Linux支持多用户、多任务、分页式虚拟存储、动态链接库、动态调整文件系统缓冲区大小等功能。 其网络功能非常强大，几乎能与当前绝大多数网络互连。 本章小结 操作系统是计算机系统中最重要的一个系统软件。 对操作系统的四种基本观点: 用户环境的观点、虚拟机的观点、作业组织观点和资源管理观点 若干因素推动着操作系统的发展 现代操作系统的特征 操作系统的类型 操作系统的功能 实时系统 分时系统为交互式作业提供了快速的响应服务，但还不能满足某些对响应时间要求非常严格的任务需要。 例如，炼钢/炼油控制系统、航空网络售票系统等，对任务的响应时间有更严格的要求。 操作系统的进一步发展 个人计算机操作系统：UNIX、OS／2、Windows系列、Windows NT、LINUX等 网络操作系统：网络接口控制器及一些用于驱动的低层软件,远程登录软件和远程文件访问软件。 分布式操作系统：将用户的应用程序分布在多台处理机上同时运行。合理地调度各处理机,使整个系统获得最大的并行度。 嵌入式操作系统 操作系统的主要任务 管理处理机 管理存储器 管理输入/输出设备 管理数据文件 提供接口服务 接口功能 接口，指操作系统为用户提供的人机交互界面 命令接口：以命令方式供用户通过键盘终端与计算机交互，如UNIX、DOS 图形化用户接口：Windows系列操作系统则提供了形象、生动的图形化界面,用户只需拖动并点击鼠标,便可轻松操作计算机。 程序接口：以系统调用的形式供用户编程时使用。几乎各种操作系统都提供了系统调用，供程序设计 处理机管理 进程控制：创建和撤消进程以及控制进程的状态转换。 进程同步：协调，互斥访问临界资源，协调执行进度 进程通信：进程间的信息交换 进程调度 ：按一定算法从进程就绪队列中选出一个进程,把处理机分配给它, 使之运行。 存储器管理任务 为多道程序的并发执行提供良好的环境; 便于用户使用存储器; 提高存储器的利用率; 为尽量多的用户提供足够大的存储空间。 存储器管理功能 内存分配 ：静态分配 /动态分配、连续分配/非连续分配 内存保护 ：系统内存空间、用户内存空间 地址映射 ：逻辑地址—物理地址 内存扩充 ：虚拟存储技术 设备管理任务 为用户程序分配I／O设备; 完成用户程序请求的I／O操作; 提高处理机和I／O设备的利用率; 改善人机界面 设备管理功能 缓冲管理 设备分配 设备处理 ：启动设备、中断处理 虚拟设备功能 RAID技术、磁盘调度 文件管理任务 管理用户文件和系统文件 管理文件的存储空间 保证文件数据的安全 方便用户使用文件 文件管理功能 文件目录管理 文件的逻辑组织与访问方式 存储空间的管理：文件的物理组织、空闲磁盘空间的管理 文件共享与安全 现代操作系统的特征 任务共行性：宏观上，指系统中有多个任务同时运行；微观上，指单处理机系统中的任务并发,即多个任务在单个处理机上交替运行;或多处理机系统中的任务并行,即多个任务在多个处理机上同时运行。 资源共享性：宏观上，指多个任务可以同时使用系统资源；微观上，指多个任务可以交替互斥地使用系统中的某个资源。 现代操作系统的特征 虚拟性：指将一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物 。如，采用分时技术,将一台处理机虚拟为若干台处理机。还可以虚拟存储、虚拟设备、虚拟通道、虚拟文件、虚拟用户组以及虚拟网络等。