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* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 计算机操作系统 * 文件管理功能---目录管理 目录管理的主要任务？ (1)为每个文件建立其目录项，并对目录项加以组织，实现按名存取。 (2)实现文件共享。 只须在外存上保留一份该共享文件的副本。 (3)提供快速的目录查询手段。 提高对文件的检索速度。 * 计算机操作系统 * 文件管理功能---文件的读写管理与保护 文件的读/写: (1) 文件的读/写管理。 根据用户的请求，从外存中读取数据；或将数据写入外存。 文件保护: ① 防止未经核准的用户存取文件； ② 防止冒名顶替存取文件； ③ 防止以不正确的方式使用文件。 * 计算机操作系统 * 操作系统与用户之间的接口 用户接口:命令接口，程序接口，图形接口 程序接口：系统调用 在高级语言以及C语言中，往往提供了与各系统调用一一对应的库函数，这样，应用程序便可通过调用对应的库函数来使用系统调用。 * 计算机操作系统 * 系统调用的执行过程 一般把处理机在用户程序中执行称为用户态(user mode)，而把处理机在系统程序中执行称为系统态(kernel mode)。 * 计算机操作系统 * 本章内容提纲 操作系统的概念 操作系统的目标 操作系统的作用 操作系统的发展史 操作系统的分类 操作系统的基本特征 操作系统的主要功能 操作系统的结构设计 * 计算机操作系统 * 无结构操作系统 在早期开发操作系统时，设计者只是把他的注意力放在功能的实现和获得高的效率上，缺乏首尾一致的设计思想。 此时的OS是为数众多的一组过程的集合，各过程之间可以相互调用，在操作系统内部不存在任何结构，因此，这种OS是无结构的，也有人把它称为整体系统结构。 此时程序设计的技巧，只是如何编制紧凑的程序，以便于有效地利用内存、对GOTO语句的使用不加任何限制，所设计出的操作系统既庞大又杂乱，缺乏清晰的程序结构。 一方面会使所编制出的程序错误很多，给调试工作带来很多困难；另一方面也使程序难以阅读和理解，增加了维护人员的负担。 * 计算机操作系统 * 模块化OS结构 为使OS具有较清晰的结构，OS不再是由众多的过程直接构成，而是将OS按其功能划分为若干个具有一定独立性和大小的模块。 每个模块具有某方面的管理功能，如进程管理模块、存储器管理模块、I/O设备管理模块和文件管理模块等，规定好各模块间的接口，使各模块之间能通过该接口实现交互。 再进一步将各模块细分为若干个具有一定管理功能的子模块，如把进程管理模块又分为进程控制、进程同步、 进程通信和进程调度等子模块，同样也要规定各子模块之间的接口。若子模块较大时，再进一步将它细分。 * 计算机操作系统 * 模块化OS结构 * 计算机操作系统 * 优点： (1)提高了OS设计的正确性、 可理解性和可维护性。 (2) 增强了OS的可适应性。 (3) 加速了OS的开发过程。 缺点： （1）在开始设计OS时，对模块的划分及对接口的规定并不精确，而且还可能存在错误，因而很难保证按此规定所设计出的模块会完全正确， 这将使在把这些模块装配成OS时发生困难； （2）从功能观点来划分模块时，未能将共享资源和独占资源加以区别；由于管理上的差异，又会使模块间存在着复杂的依赖关系使OS结构变得不清晰。 模块化OS结构 * 计算机操作系统 * 层次式操作系统结构 从改进设计方式上说，应使我们的每一步设计都是建立在可靠的基础上。 我们可以从物理机器开始， 在其上面先添加一层具有一定功能的软件A1, 由于A1是建立在完全确定的物理机器上的，在经过精心设计和几乎是穷尽无遗的测试后，可以认为A1是正确的；然后再在A1上添加一层新软件A2，……，如此一层一层地自底向上增添软件层，每一层都实现若干功能，最后总能构成一个能满足需要的OS。 * 计算机操作系统 * 层次式操作系统结构 设计的基本原则？ 每一层都仅使用其底层所提供的功能和服务，这样可使系统的调试和验证都变得容易。 例如，在调试第一层软件A1时，由于它只使用了物理机器提供的功能，因此它将与其所有的高层软件A2，……，An无关；同样在调试A2时，它也只使用了A1和物理机器所提供的功能，而与其高层软件A3, ……，An无关，这样，一旦发现Ai出现错误时，通常该错误只会局限于Ai，因为它与所有其高层的软件无关，而Ai层以下的各层软件，又都经过仔细的调试。 * 计算机操作系统 * 层次式操作系统结构 * 计算机操作系统 * 客户/服务器模式 在网络上的客户机—服务器模型 * 计算机操作系统 * 微内核os结构 适合于分布式系统环境 举例：windows 2000/xp * 计算机操作系统 * 本章总结 掌握o