嵌入式系统教学课件：操作系统1-简述.ppt

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1、操操 作作 系系 统统 概概 述述操作系统概念操作系统概念计算机系统计算机系统(层次结构层次结构)软件软件硬件及固件（裸机）硬件及固件（裸机）应用软件应用软件系统软件系统软件编辑软件，编译软件编辑软件，编译软件操作系统操作系统图1 计算机系统组成图操作系统与硬件软件的关系操作系统与硬件软件的关系图2 操作系统与硬件软件的关系图操作系统概念操作系统概念二、引入操作系统的目标：二、引入操作系统的目标：执行用户程序并使用户问题更易解决执行用户程序并使用户问题更易解决使计算机系统更易于使用（使计算机系统更易于使用（方便性方便性）从用户角度从用户角度以一种效率的方式使用资源（以一种效率的方式使用资源（有

2、效性有效性）从系统管理从系统管理人员的角度人员的角度采用模块化结构采用模块化结构,易于增、删、改易于增、删、改（可扩充性）（可扩充性）从发从发展的角度展的角度1.1 1.1 操作系统概念操作系统概念三、操作系统的定义：三、操作系统的定义：操操作作系系统统是是计计算算机机系系统统中中的的一一个个系系统统软软件件，它它管管理理和和控控制制计计算算机机中中的的硬硬件件和和软软件件资资源源，合合理理地地组组织织计计算算机机的的工工作作流流程程，以以便便有有效效地地利利用用这这些些资资源源为为用用户户提提供供一一个个功功能能强强、使使用用方方便便的的工工作作环环境境，在在计计算算机与用户之间起到接口的作

3、用。机与用户之间起到接口的作用。操作系统的历史操作系统的历史发展过程：发展过程：o无操作系统的计算机无操作系统的计算机n人工操作人工操作o批处理系统批处理系统n联机批处理系统联机批处理系统n单道批处理系统单道批处理系统n多道批处理系统多道批处理系统o分时系统分时系统o实时系统实时系统o通用操作系统通用操作系统o微机操作系统、网络操作系统与分布式操作系统微机操作系统、网络操作系统与分布式操作系统 多道程序系统多道程序系统oo基本概念基本概念n n多道：系统内存中同时驻留多个作业多道：系统内存中同时驻留多个作业多道：系统内存中同时驻留多个作业多道：系统内存中同时驻留多个作业n n多道引入的优点：多

4、道引入的优点：多道引入的优点：多道引入的优点：oo提高提高提高提高CPUCPUCPUCPU利用率利用率利用率利用率oo提高内存和提高内存和提高内存和提高内存和I/OI/OI/OI/O设备利用率设备利用率设备利用率设备利用率oo提高了系统吞吐量提高了系统吞吐量提高了系统吞吐量提高了系统吞吐量oo特征特征n n多道性、无序性、调度性多道性、无序性、调度性多道性、无序性、调度性多道性、无序性、调度性多道程序系统多道程序系统oo需解决的问题需解决的问题oo处理机管理问题处理机管理问题处理机管理问题处理机管理问题oo内存管理问题内存管理问题内存管理问题内存管理问题ooI/OI/OI/OI/O管理问题管理

5、问题管理问题管理问题oo文件管理问题文件管理问题文件管理问题文件管理问题oo作业管理问题作业管理问题作业管理问题作业管理问题操作系统功能操作系统功能n处理机管理处理机管理n存储器管理存储器管理n设备管理设备管理n文件管理文件管理n用户接口用户接口处理机管理处理机管理完成多个作业运行时对处理机资源的分配调度等功能。完成多个作业运行时对处理机资源的分配调度等功能。处理机调度的单位可为进程或线程。处理机调度的单位可为进程或线程。n进程控制：创建、撤销、控制进程的状态转换进程控制：创建、撤销、控制进程的状态转换 n进程同步进程同步:协调，互斥访问临界资源，协调执行进度协调，互斥访问临界资源，协调执行进

6、度n进程通信：进程间的信息交换进程通信：进程间的信息交换n进进程程调调度度：按按一一定定算算法法从从进进程程就就绪绪队队列列中中选选出出一一个个进进程程，把处理机分配给它，使之运行把处理机分配给它，使之运行存储管理存储管理管理目标：提高利用率、方便用户使用、提供足够的管理目标：提高利用率、方便用户使用、提供足够的存储空间、方便进程并发运行。存储空间、方便进程并发运行。n内内存存分分配配：静静态态分分配配/动动态态分分配配；连连续续分分配配/非非连连续分配续分配n内存保护：系统内存空间、用户内存空间内存保护：系统内存空间、用户内存空间n内存映射：逻辑地址内存映射：逻辑地址物理地址物理地址n内存扩

7、充：虚拟存储技术内存扩充：虚拟存储技术设备管理设备管理设备管理的目标：为用户程序分配设备管理的目标：为用户程序分配I/OI/O设备、完成用户程序请求设备、完成用户程序请求的的I/OI/O操作、提高操作、提高CPUCPU与与I/OI/O设备利用率、方便的设备使用设备利用率、方便的设备使用n设备分配设备分配n设备处理（操作）：启动设备，中断处理设备处理（操作）：启动设备，中断处理n设备独立性和虚拟设备设备独立性和虚拟设备n缓冲管理缓冲管理文件系统管理（信息管理）文件系统管理（信息管理）文件管理的任务：管理用户文件和系统文件、管理文件文件管理的任务：管理用户文件和系统文件、管理文件的存储空间、保证文

8、件数据的安全、方便用户使用文件的存储空间、保证文件数据的安全、方便用户使用文件n存存储储空空间间的的管管理理：文文件件的的物物理理组组织织、空空闲闲磁磁盘盘空空间间的的管管理理n目录管理目录管理n读写管理与保护读写管理与保护用户接口用户接口目标：提供一个友好的用户访问操作系统的接口。目标：提供一个友好的用户访问操作系统的接口。n命令接口命令接口n联机联机n脱机脱机n程序接口程序接口n图形接口图形接口操作操作系统系统基本概念基本概念进程管理进程管理设备管理设备管理作业管理作业管理用户接口用户接口存储管理存储管理文件管理文件管理操作系统定义操作系统定义OS特征与分类特征与分类硬件运行环境硬件运行环

9、境OS结构设计结构设计研究研究OS的观点的观点多道程序设计多道程序设计进程基本概念进程基本概念同步互斥同步互斥进程调度进程调度进程通信进程通信进程死锁进程死锁设备分类设备分类设备独立性设备独立性I/O软件组成软件组成设备分配设备分配虚设备技术虚设备技术缓冲技术缓冲技术通道技术通道技术磁盘调度磁盘调度文件基本概念文件基本概念磁盘结构磁盘结构文件目录文件目录文件系统使用文件系统使用文件系统安全文件系统安全外存空间管理外存空间管理用户接口用户接口作业基本概念作业基本概念批处理系统作业管理批处理系统作业管理分时系统作业管理分时系统作业管理存储体系存储体系交换技术交换技术虚拟存储技术虚拟存储技术存储管理任务存储管理任务段式存储管理段式存储管理页式存储管理页式存储管理段页式段页式