计算机操作系统操作系统 (4).pdf

第一章 导论（四）操作系统操作和功能内容双模式I/O和内存保护定时器进程管理内存管理文件管理I/O系统管理2操作系统操作操作系统操作操作系统功能操作系统功能双重模式操作程序运行中的问题软件错误或特定请求产生异常或陷阱除数为零,完成操作系统服务等其他进程问题：如死循环等解决方法：双重模式解决方法：双重模式允许OS保护自身和其他系统部件用户模式用户模式(User mode)和内核模式和内核模式(kernel mode)由硬件提供模式位模式位特权指令：特权指令：可能引起系统崩溃的指令，只能运行在内核模式内核模式用户模式特权指令保护方式下只有当前特权级CPL=0时，才可执行的指令。允许和禁止中断控制中断禁止屏蔽位进程间切换处理存取用于主存保护的寄存器执行I/O操作停止一个处理器的工作清理内存设置时钟加载PSW4系统调用：模式转换用户程序需要用特权指令怎么办？解决方法：系统调用（System Call）软件中断I/O和内存保护I/O保护防止用户程序执行非法I/O解决方法：所有所有I/O指令都是特权指令指令都是特权指令用户程序通过系统调用进行I/O操作内存保护防止内存非法访问解决方法：存储保护机制存储保护机制硬件支持6内存保护例子基址寄存器（Base register）限长寄存器（Limited register）7定时器（Timer）如操作系统不能获得CPU控制权，就无法管理系统用户程序死循环用户程序不调用系统调用解决方法：定时器在一段时间后发生中断，CPU控制权返回操作系统固定时间和可变时间定时器利用时钟和计数器实现8操作系统功能进程管理内存管理文件管理I/O系统管理其它9进程管理操作系统的核心目标：运行程序进程：运行中的程序CPU/进程管理：对CPU进行管理具体内容创建和删除用户和系统进程暂停和恢复进程提供进程同步机制提供进程通信机制提供死锁处理机制10内存管理程序运行必须的存储设备CPU只能直接访问寄存器、高速缓存和内存处理前和处理后的所有数据都在内存执行的指令都在内存内存管理：提供内存的分配、回收、地址转换、共享和保护等功能提高内存利用率提高内存访问速度从而提高计算机运行效率11文件管理解决信息在计算机中存储问题以文件为单位，以目录为组织方式构建文件系统内容文件逻辑结构文件物理结构目录文件检索方法文件操作空闲空间管理存储设备管理12I/O设备管理管理种类繁多的各种I/O设备，解决计算机中信息的输入和输出问题关键：设备无关性(独立性)所有物理设备按照物理特性抽象为逻辑设备应用程序针对逻辑设备编程应用程序和物理设备无关内容设备管理设备驱动13