一、windows操作系统的体系结构
1.内核
功能:线程调度、陷入处理和异常调度、中断处理和调度、多处理器同步、供执行体使用的基本内核对象。
2.硬件抽象层HAL
系统可移植性的关键部分,为运行在Windows操作系统上的硬件平台低级接口,隐藏了各种与硬件有关的细节,如I/O接口等专用的和依赖于计算机平台的函数。
3.执行体
属于内核,以系统函数的形式提供了系统的服务,可通过win32API进行访问。
4.系统进程和系统线程
执行系统代码
二、UNIX操作系统的体系结构
1.内核层
是操作系统管理和控制中心,常驻内存。有两种接口:内核与硬件的接口和内核与shell的接口。
内核本身分为两部分:进程控制子系统和文件子系统。
2.系统层
内核层与应用层之间,供程序员开发调用,包括进程管理、文件管理、中断状态。
3.应用层
面向用户操作的界面
三、Linux操作系统的体系结构
四个部分:
内核、shell、文件系统和应用程序
四、Android操作系统的体系结构
四个部分:
从低到高:应用程序层、应用框架层、系统运行库层和Linux内核层。
五、操作系统的发展阶段
1.手工阶段
2.监控程序
3.多道批处理
4.分时与实时操作系统
5.UNIX通用操作系统
6.个人计算机操作系统
7.Android操作系统
六、操作系统的分类
三种基本类型:
1.批处理系统
2.分时系统
3.实时系统
新类型:
1.个人操作系统
2.网络操作系统
3.分布式操作系统
4.嵌入式操作系统
七、批处理操作系统
1.基本工作方式
用户将作业交给系统操作员,系统操作员在收到作业后,并不立即将作业输入计算机,而是收到一定数量的用户作业之后,组成一批作业,再把这批作业输入到计算机中。这批作业可在系统中形成一个连续的、自动转接的作业流。
系统操作员然后启动操作系统,系统自动、依次执行每个作业。
最后由操作员将执行完毕的作业交给用户。
2.特点与分类
特点:成批处理,用户不能干预自己作业的运行
目标:系统资源利用率高,作业吞吐率高。
分类:简单批处理与多道批处理
3.设计思想:
在监控程序启动之前,操作员有选择地把若干个作业合并成一批作业,将这批作业安装在输入设备上。然后启动监控程序,监控程序将自动控制这批作业的执行。
作业的运行与衔接都由监控程序自动控制,从而有效地提高了作业运行的效率。
4.作业控制说明书
作业控制说明书是由作业控制语言编写的一段程序,它通常存储在被处理作业的前面。
作业的运行由作业控制说明书来传递给监控程序,运行过程中,监控程序读入并解释作业说明书,以控制各个作业步的执行。
5.一般指令和特权指令
操作系统的运行模式:用户模式和特权模式
处理器的状态:目态和管态
机器指令:一般指令和特权指令
系统调用:用户程序不能直接使用特权指令,它们必须向操作系统请求这些功能,这些功能通过系统调用完成。
6.系统调用的过程
首先,当系统调用发生时,由中断或异常处理程序,把控制流程转移到监控程序内的一些特定位置,处理器模式变为特权模式。
其次,由监控程序执行被请求的功能。
最后,恢复现场,运行模式转变为用户模式,控制权交给用户程序。
7.SPOOLing技术
是多道程序设计的关键技术之一,也称为假脱机技术。
八、分时系统
1.基本工作方式
在分时系统中,一台主机连接了若干个终端,每个终端可由一个用户使用。用户通过终端交互式向系统提出命名请求,系统接收用户命令之后,采用时间片轮转方式处理服务请求,并通过交互方式在终端上向用户显示结果。
2.特点
多路性
交互性
“独占性”
及时性
九、实时操作系统
实时操作系统是指,使计算机能在规定的时间内,及时响应外部事件的请求,同时完成对该事件的处理,并能够控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。
目标:在严格目标范围内,对外部请求做出反应,系统具有高可靠性。
分类:
硬实时系统和软实时系统
能力::
除了多道程序系统的基本能力外,还有以下功能:
(1)实时时钟管理
(2)过载防护
(3)高可靠性
十、嵌入式操作系统
1.定义
在各种电器、电子和智能机械上,嵌入安装着各种微处理器或微控制芯片。
嵌入式操作系统就是运行在嵌入式芯片环境中,对整个芯片以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的系统软件。
十一、其他操作系统
1.个人计算机操作系统
2.网络操作系统
3.分布式操作系统
十二、操作系统的设计过程
1.功能设计
确定所设计的操作系统应具备哪些功能以及操作系统的类型。跟目标有关。
2.算法设计
选择和设计满足系统功能的算法和策略,并分析和估算其效能。
3.结构设计
十三、操作系统的设计目标
1.可靠性
2.高效性
3.易维护性
4.可移植性
5.安全性
6.简明性
十四、操作系统的结构设计
操作系统结构研究的目标
1.系统模块化
2.模块标准化
3.通信规范化
十五、操作系统的结构
常见的操作系统结构
1.整体式结构
2.层次式结构
3.微内核(客户、服务器)结构
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