软件第三章.ppt

第三章 操作系统 3.1 操作系统导论 3.1.1 什么是操作系统 所谓操作系统就是能有效地管理计算机系统中的各种软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，为用户创造良好工作环境的系统软件。 3．1．2 操作系统的分类 1、批处理操作系统 2、分时系统 3、实时系统 4、网络操作系统、分布式操作系统 3.1.4 操作系统的特征 1、并发性 2、共享性 （1）互斥共享：在一段时间内只有一个进程在使用资源（临界 资源）的方式。 （2）同时访问：在一段时间内允许多个进程“同时”访问资源的 方式。 3、虚拟：把一个物理设备，通过适当方法，映射为若干个逻辑 上的对应物（逻辑设备）。 虚拟技术的目标：向用户提供一个方便、高效、易于使用的操作 环境。 指向下一个JCB指针 ??????? 外设申请 长度 位置 时间估计 优先数 现在状态 作业名 JCB1 JCB2 ??????? 提交 收容 执行 完成 设备管理 作业管理 去分配 辅 存 内 存 运行 就绪 阻塞 时间片到 事件发生 进程调度 等待事件 3. 4 设备管理 设备管理的基本任务： （1）通过使各个外设之间、外设与CPU之间的并行工作来 提高整个系 统的效率。 （2）用户方便使用外设，不必多管它们各种各样的物理特性。 从资源分配的角度分类外设： （1）独享设备：一旦被分配给某一作业、进程使用，就只有等到一个完整的输入或输出任务完成后，才能再分配给另一个作业、进程。一般的I/O设备属于这一类。 （2）共享设备：允许多个用户同时共享使用的设备，如磁盘等。 （3）虚拟设备：通过假脱机技术（SPOOLING），把原来的独享设备，“改造成”共享设备，即将一台独享的物理设备虚拟成多个同类设备。 用户1 用户2 用户3 ?????? 输出 输出 输出 打印 打印机 主 机 SPOOLING技术原理：利用磁盘这种工作速度较高的大容量共享设备，来模拟那些速度较低的独享设备（如打印机），使用户感觉到独享设备已改造成“共享”设备 设备管理的主要功能： （1）分配设备 （2）实现 I/O 操作：由OS通过CPU直接或间接地向外设的控 制器发布命令，去完成实际的I/O操作。 ?? 设备管理中的若干技术 （1）通道与中断技术 ? （2）缓冲技术 输入输出操作实现的几种形式： （1）循环测试I/O形式 （2）程序I/O中断方式 （3）通道I/O方式 缓冲技术：为了提高整个系统的效率，需要解决外设 与CPU工作速度相差太大的问题。 缓冲技术的基本思想：利用计算机的内存，在内存中开辟一个 区域，称为缓冲区，专供存放在输入输 出操作中需要传递的数据。 缓冲区 输入设备 输入一批数据 CPU 控制器 输入一批数据后，向CPU发中断 用户进程 工作区 控制信号 数据 设备1 设备2 设备3 设备4 设备8 设备7 设备5 设备6 通道1 通道4 通道2 通道3 CPU 主存 ?通道：是一种用来控制外部设备与主存储器之间进行信息交换的部件 ，相当于专用I/O处理机。 ? 3. 5 存储管理 ３.５.1 基本概念 1、地址空间和物理空间 2、重定位 （１）静态重定位 （２）动态重定位 3、虚拟存储管理 单一连续区域 分区式分配 分页式分配 分段式分配 段页式分配 固定式分区分配 可变式分区分配 可变分区时动态重定位的实现 OS 用户作业 未用部分 0 128k 3. 5. 2 存储管理方式 虚拟存储技术： 是用大容量的外存作为内存的后盾，通过信息在内存与外存之间的传递来解决实际内存不足的问题。 缺点：传递信息要耗费时间，是用时间换空间。 实现方法：页式内存管理、段内存管理、段页式内存管理。 （软件方式） 虚存容量：虚存为用户提供较大的编程空间（虚拟地址空间），最大容量取决于CPU地址总线的位数。