操作系统学习笔记_03

操作系统的主要功能

1. 处理机管理功能

2. 存储器管理功能

3. 设备管理功能

4. 文件管理功能

5. 操作系统与用户之间的接口

处理机管理功能

• 进程控制

  • 主要功能：

    • 为作业创建进程，为进程分配资源

    • 控制进程在运行中的状态转换

    • 撤销已结束的进程，回收资源

    • 为一个进程创建若干线程（现代OS新增）

    • 终止已完成任务的线程（现代OS新增）

• 进程同步

  • 主要功能：为多个进程的运行进行协调

  • 协调方式：

    • 进程互斥：对临界资源访问时

    • 进程同步：相互合作去完成同一任务进程间

  • 常用机制：信号量机制

• 进程通信

• 调度

  • 作业调度：在外存中选择作业，为其分配资源，将其调入内存后，建立进程，使其成为就绪进程，然后插入就绪队列

  • 进程调度：在就绪队列中选择一个进程，把处理机分配给它，为它设置运行现场，投入执行

存储器管理功能

• 主要功能：内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充

• 内存分配：

  • 分类：静态分配、动态分配

  • 结构和功能：内存分配数据结构、内存分配功能、内存回收功能

• 内存保护：确保每道程序都在自己的内存中运行

• 地址映射：逻辑地址→物理地址

• 内存扩充：逻辑上扩充内存容量而非物理上扩充

  • 内存扩充机制用于实现请求调入和置换功能

设备管理功能

• 缓冲管理

  • 作用：解决CPU高速与I/O低速之间的矛盾

  • 缓冲区机制：单缓冲、双缓冲、公用缓冲池机制

• 设备分配

• 设备处理

  • 设备处理程序又叫设备驱动程序，用于实现CPU与设备控制器之间的通信

文件管理功能

• 文件存储空间的管理

• 目录管理

• 文件读写管理与保护

用户接口

• 命令接口

• 程序接口

• 图形接口

微内核OS

• 基于客户/服务器模式，将操作系统分为微内核和多个服务器

• 结构特点：

  • 足够小的内核

  • 客户/服务器模式

  • 策略与机制分离

  • 采用面向对象技术

  在微内核操作系统中，将机制放在微内核中

• 基本功能：

  • 进程（线程）管理

  • 低级存储器管理

  • 中断和陷入管理

• 存在的问题：在完成一次客户对操作系统提出的请求时，需要利用消息实现多次交互和用户内核模式以及上下文的多次切换。