操作系统原理及应用（Linux） 王红 第8章 现代操作系统实例

《操作系统原理及应用（Linux） 王红 第8章 现代操作系统实例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章现代操作系统实例本章学习目标掌握UNIX系统的内核管理方法了解Windows系统的内核管理方法了解分布式操作系统特性及进程管理方式第8章现代操作系统实例1教学内容8.1UNIX操作系统8.2WINDOWS2000操作系统8.3分布式操作系统8.1UNIX操作系统8.1.1UNIX操作系统的发展UNIX是目前最流行的操作系统之一，于1969年，在美国的电报电话公司（AT&T）贝尔实验室诞生的。最初的UNIX系统是用汇编语言编写的，1973年，Ritchie又用C语言重写了UNIX。第8章现代操作系统实例3

2、8.1.2UNIX操作系统的特点1．多用户多任务2．可移植性3．树型文件系统结构4．I/O重定向和管道技术5．非富的实用程序6．电子邮件第8章现代操作系统实例48.1.3UNIX系统的内核结构硬件应用程序及编译器界面Shell编辑器及其组件内核图8-1UNIX系统层次结构模型第8章现代操作系统实例5进程控制进程通信子系统调度内存管理图8-2UNIX系统内核模型系统调用接口文件子系统设备驱动程序硬件控制硬件用户程序陷阱字符设备块设备高速缓存核心层用户层库函数第8章现代操作系统实例68.1.4UNIX系统中的进程

3、管理1．UNIX进程的结构（1）用户级上下文用户级上下文主要成分是用户程序。包括正文段即代码(text)、数据段(data)两部分。（2）寄存器上下文寄存器上下文主要是由CPU中的一些寄存器的内容组成的。（3）系统级上下文第8章现代操作系统实例7系统级上下文包括操作系统为管理该进程所用的信息，可分为静态和动态两部分。它包括：proc结构：该结构常驻内存，内容包括经常需要访问的往息，如进程标识符、进程状态等。user结构：该结构暂驻内存，进程处于执行状态时调入内存。它包含了进程的一些私有信息，如，进程表项指针、

4、有效用户标识符等各种资源表格。进程区表：从虚拟地址到物理地址的映射。核心栈：核心态执行时过程调用的栈结构。若干寄存器级上下文。第8章现代操作系统实例82．进程调度算法UNIX系统是分时系统，它的进程调度采用动态优先数轮转调度算法。优先数越小，优先级别越高。例如，对换进程的优先数是０，而等待磁盘I/O进程的优先数是２０。UNIXS-5中进程的优先级分为两大类：用户优先级类和核心优先级类。核心用两种方式改变进程的优先级：对核心态进程设置优先数；对用户态进程计算优先数。第8章现代操作系统实例93．进程状态及转换UN

5、IXSystem5进程的状态存放在进程的proc结构中。这些进程的状态共有9个，它们是：（1）用户态执行。（2）核心态执行。（3）内存中睡眠。（4）睡眠且换出。（5）内存中就绪。（6）就绪且换出。（7）僵死。（8）被剥夺状态。（9）创建。第8章现代操作系统实例10僵死唤醒返回到用户态系统调用中断中断中断返回被剥夺创建调度图8-3UNIX系统的进程状态转换内存足用户态执行内存中就绪核心态执行就绪且换出返回换入换出内存中睡眠睡眠且换出换出唤醒睡眠内存不足剥夺第8章现代操作系统实例114．Unix系统中进程的家族关

6、系Unix的内核中设置了一个0＃进程，它是惟一一个在系统引导时被创建的进程。在系统初启时，由0＃进程再创建1＃进程及其它核心进程，然后1号进程又为每个终端创建命令解释进程；用户输入命令后又创建若干进程，这样便形成了一棵进程树。以后0号进程作为系统的对换及调度进程，1号进程成为系统始祖进程，同时又创建其它进程。系统中除0＃进程以外，所有其它进程都是由fork创建的。第8章现代操作系统实例128.1.5UNIX系统的内存管理UNIX系统采用求请调页存储管理方式，支持内外存的对换功能。内存空间的分配和回收均以页为单

7、位进行。1．交换将内存中处于睡眠状态的某些进程调到外存交换区中，而将交换区中的就绪进程重新调入内存。为实现这种策略，系统内核应具有交换空间的管理、进程换出和进程换入这三个功能。第8章现代操作系统实例132．请求分页UNIX系统为实现请求分页的功能，配置了四种数据结构，分别为：（1）页表。（2）磁盘块描述字。（3）页面数据表。（4）交换使用表。第8章现代操作系统实例143．换页进程换页进程为核心进程。该进程的主要任务是增加内存中所有的有效页年龄，并将内存中长期不用的页面换出。4．缺页在UNIX系统中可能会出现两

8、类缺页：有效缺页和保护性缺页。当出现缺页时，缺页处理程序可能要从盘上读一个页面到内存，并在I/O执行期间睡眠。第8章现代操作系统实例158.1.6UNIX系统的文件管理UNIX系统中的文件子系统，既具有很强的功能，又具有灵活性。按文件的内部构造方式，UNIX系统将文件分为三类，即：普通文件、目录文件和特别文件（即设备文件）。UNIX系统的目录结构为有向非循环图结构。第8章现代操作系统实例161．文件