操作系统（13-30）

操作系统的基本特性：并发、共享、虚拟和异步

并行性：两个或多个事件在同一时刻发生

并发性：两个或多个事件在同一段时间间隔内发生

进程：系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，是一个能独立运行的活动实体。多个进程之间可以并发执行和交换信息

共享：系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用

共享方式：互斥共享和同时访问

虚拟：时（时间）分复用和空（空间）分复用

操作系统的主要功能：处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能和文件管理功能

处理机管理功能：

1、进程控制

2、进程同步

实现进程互斥的机制：为每一个临界资源设置一把锁

实现进程同步的机制：信号量机制

3、进程通信

4、调度

作业调度：从后备队列中按照一定的算法选择出若干个作业，为他们分配运行所需的资源，再将这些作业调入内存，分别为他们建立进程，使得他们都成为可能获得处理机的就绪进程，并将他们插入到就绪队列中

进程调度：从进程就绪队列中按照一定的算法选择一个进程，将处理机分配给他，并为他设置运行现场，使其投入执行

存储器管理功能：

1、内存分配

2、内存保护

3、地址映射

4、内存扩充

请求调入：仅装入部分程序和数据，便能启动该程序运行，在运行的过程中若发现所需的程序和数据还没有存入内存，可向OS发出请求，由OS从磁盘中将所需部分调入内存，以便继续运行

置换功能：若发现内存中无足够的空间装入需要调入的程序和数据时，系统应能将内存中一部分暂时不用的程序和数据调至到硬盘上，腾出内存空间，然后再将所需部分调入到内存

设备管理功能：

1、缓冲管理

2、设备分配

3、设备处理

设备处理程序又称为设备驱动程序，用于实现CPU和设备控制器之间的通信

文件管理功能：

1、文件存储空间的管理

2、目录管理

3、文件的读/写管理和保护

操作系统与用户之间的接口

1、用户接口：为了便于用户直接或间接控制自己的作业，操作系统向用户提供了命令接口。用户可通过该接口向作业发出命令以控制作业的运行

2、程序接口：为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，是用户程序取得操作系统服务的唯一途径。

OS结构设计：

1、无结构操作系统

2、模块化结构操作系统

内聚性越高，模块独立性越强

耦合性越低，模块独立性越强

3、分层式结构操作系统

4、微内核操作系统结构

微内核操作系统结构是建立在模块化、层次化结构的基础上，并采用了客户/服务器模式和面向对象的程序设计技术