摘要:◆实时操作系统:系统往往是专用,系统与应用很难分离。其特点是能及时响应外部时间的请求,并迅速完成对事件的处理。其设计原则是响应时间优先于资源利用率。实时系统又分成实时过程控制和实时信息处理两类。除了上述这几类基本系统外,随着计算机体系结构的发展,又出现了多处理机操作系统、分布式操作系统和网络操作系统等等。
◆实时操作系统:系统往往是专用,系统与应用很难分离。其特点是能及时响应外部时间的请求,并迅速完成对事件的处理。其设计原则是响应时间优先于资源利用率。实时系统又分成实时过程控制和实时信息处理两类。
除了上述这几类基本系统外,随着计算机体系结构的发展,又出现了多处理机操作系统、分布式操作系统和网络操作系统等等。
操作系统的职能是管理和控制计算机系统中的全部硬件、软件资源,合理组织计算机工作流程,并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口,系统资源管理和提供用户界面是操作操作系统的功能模块:
◆处理器(机)管理:其主要任务,是对处理机进行分配,并对其进行有效的控制和管理。在多道程序环境下,处理机的分配以线程为基本单位,因此对处理机的管理可归结为对线程的管理。
◆存储管理:其主要任务,是为程序的运行提供良好的环境,方便用户使用存储器,提高存储器的利用率,以及能从逻辑上来扩充内存。所以存储管理应具有以下功能:内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充等。
◆设备管理:其主要任务,是完成用户提出的I/O请求,为用户分配I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率;提高I/O速度;以及方便用户使用I/O设备。为实现上述任务,设备管理应具有缓冲管理、设备分配和设备处理,以及虚拟设备等功能。采用通道、控制器和设备三级控制方法管理这些设备;
◆文件管理:其主要任务,是对用户文件和系统文件进行管理,以方便用户使用,并保证文件的安全性。为此,文件管理应具有文件存储空间的管理,目录管理,文件的读、写管理以及文件的共享与保护等功能。
◆用户接口:为了方便用户使用操作系统,操作系统向用户提供命令接口和系统调用接口,在较晚出现操作系统中又向用户提供了图形接口。
1.2 处理机管理
处理器是计算机的心脏,在单用户系统中或单道系统中,处理器为一个用户或一个作业服务,管理简单。为了提高系统资源的利用率,引入了多道程序技术,即多个程序或作业同时运行,争用处理器,要解决处理器的分配调度的策略。因此引入了作业、进程和线程的概念,基于操作系统对处理器的管理策略不同,其提供的作业处理方式也不同,又批处理方式、分时处理方式、实时处理方式、多道成批处理方式和网络环境下的处理方式等。
操作系统的核心位于硬件上,核心的目的是提供一种进程赖以生存的环境,其主要任务就是接受中断并做基本的处理,在进程之间切换处理器,处理进程之间的通信。
基本的硬件结构是:
(1) 中断结构:为了使输入输出活动与处理器的活动并行,提出了中断处理程序;
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