操作系统1.1操作系统概观.ppt

对内作为“管理员”，做好计算机系统软硬件资源的管理和调度、程序执行控制与协调、提高系统效率和资源利用率； 对外作为“服务员”，是用户与硬件的接口和人机界面，为用户提供最友善的运行环境和最佳的服务； 操作系统在管理好资源的基础上，向外提供强有力的服务，所以，资源管理是操作系统的一项主要任务。 ?1.1.3操作系统的作用与功能 从两个不同的角度讨论操作系统的功能： 资源管理 协调、管理计算机的软、硬件资源，提高其利用率 用户角度 为用户提供使用计算机的环境和服务。 计算机四大类资源 C P U 内 存 外 设 信息文件 处理器管理 存储器管理 设备管理 文件管理 用户接口 操作系统的功能 网络通信 操作系统的功能 处理器管理 存储管理 设备管理 文件管理 网络与通信管理 用户接口 处理器管理 处理器管理的基本任务是：按照一定策略，对处理器进行分配及进行资源回收。 由于在多道程序系统中，处理机的分配和运行都是以进程为单位的，故处理机管理又归结为进程管理。 进程调度 按照某种调度策略，实现对CPU的分配。 进程控制 进程的创建、撤消、状态转换等控制。 进程同步 协调、控制系统中进程的并发执行。 ? 互斥方式 ? 同步方式 进程通信 进程之间交换信息 — 高级通信方式。 主要涉及内存管理，任务是为多道程序的执行提供必要、良好的环境。为用户提供足够大的存储空间。 主存分配 地址转换与存储保护 主存共享 存储扩充 存储器管理 1、主存分配 为多道程序分配内存空间。内存分配方式分为： 静态分配 程序一次装入，执行过程中不能动态 申请。 动态分配 程序执行过程中，位置可移动，可动 态申请内存。 存储器管理 2、地址转换与存储保护 在多道程序系统中，必须将程序的逻辑地址转换为内存中的物理地址程序才能够运行。保证各道程序在各自的内存空间运行，互不干扰，保护程序和数据的安全。 存储器管理 3、主存共享 能够让主存中的多个应用程序存储共享，提高存储资源的利用率。 4. 存储扩充 引入虚拟存储技术，对内存进行逻辑扩充，为用户提供比实际内存大得多的虚拟内存。 存储器管理 设备管理 设备分配和回收 设备操作： CPU通过针对特殊硬件设备的设备驱动程序进行设备的输入/输出操作。 尽量使主机（CPU）和外部设备并行工作： 通过中断、通道、虚拟设备、缓冲等技术 即对计算机软件资源的管理。基本任务是： 文件管理 文件的逻辑组织和物理组织 目录管理： 根据每个文件的目录项，实现文件的按名存取。 文件共享和存取控制： 利用用户口令、文件存取权限、文件属性来控制文件的存取。 文件存储空间的管理： 空闲磁盘空间管理，为文件离散地分配若干个盘快，磁盘调度。 操作系统应具有与网络有关的几项功能： 网络资源管理 数据通信管理 网络与通信管理 网络管理 网络故障、安全、性能、配置、日志等 从用户的角度考虑操作系统的功能。用户与操作系统的接口，通常有三种形式： 1、命令接口 （ 联机、脱机） 2、程序接口 （如系统调用、API函数） 是为用户程序在执行过程中访问系统资源而设置 的一组广义指令，以函数的形式提供。 3、图形接口（如命令行和图形用户界面） 是一种全新的人机界面，提供图形用户界面 （GUI）和符号操作。 用户接口 1.1.4操作系统的主要特性 第一个特性--并发性(concurrency) 第二个特性--共享性(sharing) 第三个特性--异步性(asynchronism) 其中并发性和共享性是操作系统最基本的特性。 操作系统中的并发性 并发性---指两个或两个以上的事件或活动在同一时间间隔内发生。 发挥并发性能够消除系统中部件和部件之间的相互等待，有效地改善系统资源的利用率，改进系统的吞吐率，提高系统效率。  并发性使系统变得复杂化 如何从一个活动切换到另一个活动？ 怎样将各个活动隔离开来，使之互不干扰，免遭对方破坏？怎样让多个活动协作完成任务？ 怎样协调多个活动对资源的竞争？ 如何保证每个活动的资源不被其它进程侵犯? 多个活动共享文件数据时，如何保证数据的一致性？ 操作系统中的并发性 采用并发技术的系统称多任务系统 并发的实质是一个物