《操作系统》课件-7.ppt

* 第7章 实例分析：Windows 2000操作系统 1. 2. 3. 本章讲述内容： Windows 2000的微内核结构、线程概念及其调度策略 ； Windows 2000的页目录、页表两级地址转换过程，以及进程工作集概念 ； Windows 2000支持的NTFS文件系统及基于日志文件的可恢复性技术 ； Windows 2000的I/O请求包(IRP)和两级中断处理(ISR和DPC) 。 4. 7.1 Windows 2000的处理机管理 7.1.1 Windows 2000的结构 “客户-服务器”模型 1. 把操作系统分成若干进程，每个进程完成单一功能。这些进程被称为 “ 服务器 ” 。应用程序为了请求所需要的服务，向服务器发消息。发送的消息被运行在核心态的内核俘获，由它传递给相应的服务器处理。服务器执行完操作，同样是通过内核，把回应的消息发还给用户。这就是操作系统设计的所谓“客户-服务器”模型。 微内核 2. 硬 件 内 核 用户态 核心态 用户 应用程序 进程 服务器 文件 服务器 内存 服务器 网络 服务器 显示 服务器 用户进程(客户) 系统进程(服务器) 用“客户-服务器”模型构造操作系统，中心思想是将其非基本部分从内核里移走，只留下最为关键的进程管理、内存管理、以及进程通信等功能组成操作系统的内核。这是所谓的“微内核”构造模式。 用微内核模式构造出的操作系统，便于系统功能的扩充。 粗线下方是操作系统核心，运行在统一的核心地址空间。 内核：由系统最低级功能组成。 3. Windows 2000的整体结构 硬 件 OS/2应用程序 POSIX应用程序 Win32应用程序 应用程序进程 OS/2子系统 POSIX子系统 Win32子系统 环境子系统进程 打印服务程序 假脱机程序 事件日志 服务进程 服务管理程序 Windows登录 会话管理程序 系统进程 对象 管理程序 进程、线程 管理程序 安全访问 监控程序 即插即用 管理程序 本地过程 调用工具 虚拟内存 管理程序 文件系统 高速缓存 管理器 设备 驱动器 网络 驱动器 I/O管理器 执行体 内 核 硬件抽象层(HAL) 用户态 核心态 . 粗线将Windows 2000分为用户态和核心态两个部分 。 粗线的上方既有运行在用户态的系统支持进程，也有真正的用户进程。它们一旦被创建，就运行在各自私有的用户地址空间中。 . . (1) 执行体：提供进程和线程管理、进程通信、内存管理、对象管理、中断处理、I/O、 网络及对象安全等。 (2) (3) 硬件抽象层：一个软件层，将执行体、内核与硬件分隔开来 。 7.1.2 Windows 2000的进程和线程 Windows 2000的进程和线程 1. Windows 2000把维系在进程一体的两个特征分开来处理，形成不同的实体：让进程只具有“资源拥有者”这个特征，而“调度和运行”这个特征则赋予一个新的实体—线程。 . . I/O信息。 Windows 2000进程控制块(EPROCESS)里的基本内容 (1) 进程的ID：它是该进程在操作系统中的唯一标识。 (2) 安全描述符：记录谁是进程的创建者，谁可以访问和使用该进程。 (3) 基本优先级：进程中线程的基本优先级。 (4) 执行时间：进程中所有线程已经执行的时间总量。 (5) 链接指针：指向下一个进程控制块。 (6) (7) 进程环境块(PEB)。 内存管理信息。 . Windows 2000线程控制块里的基本内容 (1) 线程的ID：当线程调用一个服务程序时，用来唯一标识该线程。 (2) 动态优先级：记录任何时刻线程的执行优先级。 (3) 指向线程所属进程的EPROCESS的指针。 (4) 线程类别(是客户线程还是服务器线程)。 (5) 执行时间：本线程执行时间总计。 (6) 线程环境块(TEB)。 (7) 转换：处于等待状态的线程，当等待的条件得到满足、但它所需要的资源此时不可用时，那么就转为转换状态。当该资源可用时，线程就由转换状态变为就绪状态。 终止：一个线程执行完毕、或者被另一个线程撤消，它就成为终止状态。一旦完成了善后的辅助工作，该线程就从系统中消失。 等待：运行状态的线程，因为某一事件（如I/O）而被阻塞，则进入等待状态。 运行：拥有处理器的线程，处于运行状态。一旦微内核实行进程或线程的切换，备用线程就进入运行状态并开始执行