课件参考三上操作系统os2014chapter3.pptx

第3章 操作系统结构;3.1 用户与操作系统的接口;命令解释系统;命令解释系统的工作流程;3.2 系统调用-功能;例1: 文件管理：文件读写和文件控制（高级语言）； Open 文件打开 Close 文件关闭 Read 读文件 Write 写文件 Creat 文件创建;当编程人员给定了系统调用名和参数之后，由一个类似于硬件中断处理的中断处理机构完成－陷入处理机构。它是在系统中为控制系统调用服务的机构。 当用户使用系统调用时，产生一条相应的指令（陷入指令，trap指令），CPU在执行到该指令时发生相应的中断，发出有关信号给该处理机构，并启动相应的处理程序来完成该系统调用所要求的功能。 陷入指令（或称访管指令）:由于系统调用引起处理机中断的指令 在陷入中断发生时，从用户态－>系统态。这一转换在发生访管中断时由硬件自动实现。;;3.2 系统调用－实现过程;系统调用与返回;设置系统调用号和参数。 调用号作为指令的一部分（如早期UNIX），或装入到特定寄存器里（如：DOS的 int 21H，AH=调用号。） 参数装入到特定寄存器里，或内存区域 执行trap(INT)指令：入口的一般性处理，查入口跳转表，跳转到相应功能的过程。 保护CPU现场(将PC与PSW入栈)，改变CPU执行状态（处理机状态字PSW切换，地址空间表切换） 将参数取到核心空间 执行操作系统内部代码； 执行iret指令：将执行结果装入适当位置（类似于参数带入），恢复CPU现场（以栈顶内容置PSW和PC）。;举例-Linux系统调用表/调用号;;(1) 整体或模块结构(2) 分层结构(3) 微内核结构(客户－服务器结构）(4) 虚拟机;整体或模块结构 整个系统按功能进行设计和模块划分。系统是一个单一的、庞大的的软件系统。由众多服务过程（模块）组成，可以随意调用其他模块中的服务过程 评价 优点：具有一定灵活性，模块之间转接的灵活性使运行中的高效率；结构紧密,接口简单直接 缺点：功能划分和模块接口难保正确和合理；模块之间的依赖关系（功能调用关系）复杂（调用深度和方向）;3.3 操作系统结构-整体或模块结构;3.3 操作系统结构-分层结构;从资源管理观点出发，将OS划分为若干层次。在某一层次上代码只能调???低层次上的代码，使模块间的调用变为有序性。有利于系统的维护性和可靠性。;3.3 操作系统结构-分层结构;3.3 操作系统结构-微内核结构(客户服务器结构）;3.3 操作系统结构-微内核结构(客户服务器结构）;优点 良好的扩充性：只需添加支持新功能的服务进程即可。而且所有新服务被增加到用户空间中，不需要修改内核。 可靠性好：所有服务器以用户进程的形式运行，而不是运行在核心态，所以它们不直接访问硬件。假如在文件服务器中发生错误，文件服务器可能崩溃，但不会导致整个系统的崩溃 便于网络服务，实现分布式处理：微内核可以以相同的方式与本地和远程的服务进程交互（如如远程过程调用 RPC, Remote Procedure Call) 缺点 消息传递比直接调用效率要低一些 (但可以通过提高硬件性能来补偿 );3.3 操作系统结构-虚拟机;3.3 操作系统结构- 虚拟机;虚拟机软件;3.3 操作系统结构-虚拟机;3.4 现代操作系统的特征;并发(concurrency);共享(sharing);虚拟(virtual);异步性(asynchronism);作业