嵌入式操作系统讲稿.ppt

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1、嵌入式操作系统第一页，讲稿共八十页哦操作系统的功能1）内存管理：通过对虚拟内存的设置使用户程序感觉不到内存的限制。2）进程管理：通过多进程的实现，使用户程序能做到“同时”运行。3）设备驱动：完成操作系统与硬件设备之间的交互作用，抽象具体的硬件。4）文件系统：文件系统是用户能方便地使用存储系统中的文件和目录，而不用关心它们所在的物理存储器的特性。第二页，讲稿共八十页哦操作系统提供的服务程序运行程序运行:一个程序的运行离不开操作系统的配合，其中包括命令和数据载入内存，I/O设备和文件系统的初始化等。I/O 设备访问设备访问:每种I/O设备的管理和使用都有自己的特点。而操作系统接管了这些工作，从而使

2、得用户在使用这些I/O设备的过程中会感觉更方便。文件访问文件访问:文件访问不仅需要熟悉相关I/O设备（磁盘驱动器等）的特点，而且还要熟悉相关的文件格式。第三页，讲稿共八十页哦操作系统提供的服务2系统访问系统访问:对于一个多用户或者网络操作系统而言，操作系统需要对用户系统访问权限做出相应的规定和处理。错误检测和反馈错误检测和反馈:操作系统应当提供相应的机制来检测运行时出现的问题，并且能对某些问题给出合理的处理或者报告用户。系统使用纪录系统使用纪录:在一些现代操作系统中，操作系统会对用户使用过程纪录相关信息。程序开发程序开发:一般操作系统都会提供丰富的API供程序员开发应用程序，并且很多程序编辑工

3、具，集成开发环境等等也都是通过操作系统提供的。第四页，讲稿共八十页哦操作系统发展史简单批处理系统多道程序设计批处理系统分时系统现代操作系统第五页，讲稿共八十页哦8.1嵌入式操作系统的发展嵌入式操作系统伴随着嵌入式系统的发展经历了三个比较明显的阶段，具体如下。无操作系统阶段简单操作系统阶段实时操作系统阶段第六页，讲稿共八十页哦8.1.1无操作系统阶段嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现，具有监测、伺服、设备指示等功能，通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。这一阶段嵌入式系统的主

4、要特点是：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便、价格低廉，因而在工业控制领域中得到了非常广泛的应用。第七页，讲稿共八十页哦8.1.2简单操作系统阶段20世纪80年代，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的操作系统开发嵌入式应用软件，大大缩短了开发周期、提高了开发效率。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：出现了大量高性能、低功耗的嵌入式CPU（如Power PC等），各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，主要用来控制系统负载以及监控应用程序的

5、运行。第八页，讲稿共八十页哦8.1.3实时操作系统阶段20世纪90年代，随着计算机网络、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操作系统（RTOS），并开始成为嵌入式系统的主流。第九页，讲稿共八十页哦这一阶段嵌入式系统的主要特点是：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化和扩展性。此时的嵌入式操作系统已经具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面（GUI）等功能，并提供了大量的应用程序接口（API），从而使得应用软件的开发变得更

6、加简单。第十页，讲稿共八十页哦8.2软件编程的模式第十一页，讲稿共八十页哦8.2.1无操作系统的软件编程模式在没有操作系统的情况下，只能通过汇编语言或者特定的C语言对系统进行直接控制。由于没有操作系统对系统任务进行调度，应用程序必须直接面向硬件编程，并且合理安排CPU资源，使多任务系统能够合理运行。其编程模式可以归结为：“过程处理+死循环中断处理”模式，第十二页，讲稿共八十页哦死循环中断处理程序中断信号PC过程处理程序起始位置过程处理+死循环中断处理第十三页，讲稿共八十页哦过程处理过程处理主要完成系统的初始化操作，例如设置处理器堆栈指针、设置中断控制寄存器、设置I/O口的状态、初始外外围设备等

7、工作。使系统进入合适的工作状态、为系统进行下一步的工作做好准备。总的来讲，过程处理程序的特点是其在系统复位之后仅执行一次（针对任务而言），顺序执行，没有反复。第十四页，讲稿共八十页哦死循环死循环的作用是查询某些寄存器或者I/O口的工作状态，当得到希望的状态后，进一步执行相应的操作。然后继续进入循环状态，如此重复。死循环可以用来处理一些系统中实时性要求不太高的操作，例如读取键盘的数据等。死循环在系统软件中是必须的，从而保证了处理器能够响应外部中断信号并进入中断处理程序。没有死循环的程序最终会把处理器带入类似死机的状态。第十五页，讲稿共八十页哦中断处理中断处理程序是对系统中的各种中断做出相应的处理

8、，它主要用来处理系统中对实时性要求较高的任务，或者作为一些特殊用途，例如使用定时器中断作为系统多任务处理时的系统时钟的等。第十六页，讲稿共八十页哦无操作系统软件编程的例子例如，我们开发一个智能数字钟，它主要完成的任务有：在LED数码管上显示时间信息。完成对4x4键盘的控制。根据键盘的输入，可以调整数码管上显示的时钟值或者实现显示模式的切换，例如显示年份、月份、星期、时钟、上下午等。通过串行口接收其它设备发过来的数据，实现对时钟的调整。每到整点要进行要输出一个控制信号，控制整点报时设备。第十七页，讲稿共八十页哦无操作系统软件编程的例子针对这个系统的5项任务，可以这样安排：利用死循环来实现对4x4

9、键盘的控制，利用循环输出键盘扫描信号，并同时查询键盘的输入。利用定时器中断来实现时钟信号的发生。利用串口中断完成串口信号的接收工作。在定时器中断处理程序中，完成时钟增加的功能，由于其非常简单，耗时较短。在串口波特率不是太高的情况下可以把定时器中断的优先级设的高于串口中断的优先级，并且允许在串口中断时能够响应定时器中断。第十八页，讲稿共八十页哦第十九页，讲稿共八十页哦8.2.2有操作系统的编程模式在有操作系统的系统开发中，操作系统的基本功能就是完成一个死循环，并控制着CPU的使用权，任何需要CPU运行的任务都需要向操作系统提起申请，由操作系统来统一进行调度，安排时间来执行。第二十页，讲稿共八十页

10、哦第二十一页，讲稿共八十页哦操作系统的两个基本功能，即：（1）管理系统的硬件资源，高效组织和正确使用计算机的资源。（2）为上层应用程序提供应用程序开发接口（API：Application Program Interface），对系统任务进行合理调度、进行进度管理。第二十二页，讲稿共八十页哦使用操作系统带来的好处操作系统架起系统软件人员和硬件工程师之间的桥梁，使用操作系统带来了以下好处：（1）简化应用程序的编写。（2）简化多任务程序的编写。（3）OS对关键事件的处理在延迟时间上有保证。（4）提高系统的稳定性、可靠性。（5）基于操作系统提供的编程接口，使开发人员不需要昂贵的硬件调试工具（如ICE）

11、就可以进行应用程序的开发调试工作。第二十三页，讲稿共八十页哦使用操作系统也有一些缺点 （1）操作系统本身要占用相当的资源，不适合配置较低的嵌入式系统。（2）任务调度与切换要增加2%5%的CPU负荷。（3）增加产品额外的成本，许多商业OS软件都需要许可费用。（4）使用不成熟操作系统带来的系统不稳定性可能会带来较大的问题。第二十四页，讲稿共八十页哦8.3嵌入式操作系统的特点实时性可剪裁性可配置性可移植性可靠性有功耗管理功能第二十五页，讲稿共八十页哦实时性大多数嵌入式操作系统工作在对实时性要求很高的场合，主要对仪器设备的动作进行检测控制，这种动作具有严格的、机械的时序；而一般的桌面操作系统基本上是根

12、据人在键盘和鼠标发出的命令进行工作，人的动作和反应在时序上并不很严格。第二十六页，讲稿共八十页哦可剪裁性可剪裁性是嵌入式操作系统区别于桌面操作系统的重要特征，嵌入式操作系统是基于模块化设计的，开发人员可以根据应用的需要对操作系统进行配置、裁减构建自己需要的操作系统。第二十七页，讲稿共八十页哦可配置性可配置性是嵌入式操作系统的另一个重要特征。嵌入式系统是面向应用的，其应用需求、硬件配置、外围接口、实时性要求是千变万化的，这就要求一个好的嵌入式操作系统在设计时提供可配置性，允许用户根据具体的需求对其进行配置，例如配置实时时钟的周期等等。第二十八页，讲稿共八十页哦可移植性一个好的嵌入式操作系统应该可

13、以应用于不同的硬件平台。为了满足可移植性的要求，嵌入式操作系统在设计时，经常将代码分为公共部分和可移植部分，公共部分是和系统的硬件无关的，在移植到不同硬件平台时是保持不变的。可移植部分是与硬件平台密切相关的，嵌入式操作系统在设计时，会把与硬件平台相关的代码集中起来，用户在移植操作系统时只需修改这一部分代码即可，为编程人员提供便利。第二十九页，讲稿共八十页哦可靠性一般来说，嵌入式系统一旦开始运行就不需要人的过多干预。在这种条件下，要求负责系统管理的嵌入式操作系统具有较高的稳定性和可靠性。而普通操作系统则不具备这种特点。这导致桌面操作环境与嵌入式环境在设计思路上有重大的不同。第三十页，讲稿共八十页

14、哦桌面环境假定应用软件与操作系统相比而言是不可靠的，而嵌入式环境假定应用软件与操作系统一样可靠。运行于嵌入式环境中的RTOS要求应用软件具有与操作系统同样的可靠性，这种设计思路对应用开发人员提出了更高的要求，同时也要求操作系统自身足够开放。桌面操作系统比较庞大复杂，而嵌入式系统提供的资源有限，由于硬件的限制，嵌入式操作系统必须小巧简捷。对于系统来说，组成越简单、性能越可靠，组成越复杂，故障概率越大是一个常理。局部的不足会导致整体的缺陷，系统中任何部分的不可靠都会导致系统整体的不可靠。第三十一页，讲稿共八十页哦有功耗管理功能许多嵌入式系统应用于手持式、便携式等对功率消耗比较敏感的环境中，这就要求

15、相应的嵌入式操作系统要有一定的功耗管理功能。通过合理控制系统中各个硬件资源的工作状态（运行、休眠、等待等）来节约系统的能源消耗。第三十二页，讲稿共八十页哦8.4实时操作系统8.4.1实时和分时操作系统8.4.2实时操作系统的特点第三十三页，讲稿共八十页哦8.4.1实时和分时操作系统操作系统可以分为实时操作系统和分时操作系统两类。实时操作系统是指具有实时性，能支持实时控制系统工作的操作系统。实时操作系统的首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务；其次才着眼于提高计算机系统的使用效率，其重要特点是通过任务调度来满足对于重要事件在规定的时间内做出正确的响应。实时操作系统的重要特点是具有系统的可

16、确定性，即系统能对运行的最好和最坏情况做出精确的估计。第三十四页，讲稿共八十页哦8.4.2实时操作系统的特点实时嵌入式系统是为执行特定功能而设计的，可以严格地按时序执行功能。其最大的特征就是程序的执行具有确定性。第三十五页，讲稿共八十页哦实时系统的分类实时系统根据响应时间可以分为弱实时系统、一般实时系统和强实时系统三种。第三十六页，讲稿共八十页哦弱实时系统弱实时系统在设计时的宗旨是使各个任务运行得越快越好，但没有严格限定某一任务必须在多长时间内完成，弱实时系统更多关注的是程序运行结果的正确与否，以及系统安全性能等其它方面，对任务执行时间的要求相对来讲较为宽松，一般响应时间可以是数十秒或者更长。

17、第三十七页，讲稿共八十页哦一般实时系统一般实时系统是弱实时系统和强实时系统的一种折衷，它的响应时间可以在秒的数量级上，广泛应用于消费电子设备中。第三十八页，讲稿共八十页哦强实时系统强实时系统则要求各个任务不仅要保证执行过程和结果的正确性，同时还要保证在限定的时间内完成任务，响应时间通常要求在毫秒甚至微秒的数量级上，这对涉及到医疗、安全、军事的软硬件系统来说是至关重要的。第三十九页，讲稿共八十页哦软实时系统和硬实时系统根据任务的截止时间对操作系统的要求，实时系统又可以分为软实时系统（softreal-time-system）和硬实时系统（hardreal-time-system）。硬实时和软实时

18、的区别就在于对外界的事件做出反应的时间。第四十页，讲稿共八十页哦软实时系统软实时系统是指，如果在系统负荷较重的时候，允许发生错过时限的情况而且不会造成太大的危害。软实时虽然对系统响应时间有所限定，但如果系统响应时间不能满足要求，并不会导致系统产生致命的错误或者崩溃。第四十一页，讲稿共八十页哦硬实时系统硬实时系统则指的是对系统响应时间有严格的限定，系统必须对事件做出及时的反应，绝对不能错过事件处理的时限。如果系统响应时间不能满足要求，就会使系统产生致命的错误或者崩溃。第四十二页，讲稿共八十页哦硬实时系统往往在硬件上需要添加专门用于时间和优先级管理的控制芯片管理的控制芯片，而软实时系统则主要在软件

19、方面通过编程实现时限编程实现时限的管理。第四十三页，讲稿共八十页哦软实时系统和硬实时系统比较如果一个任务在时限到达之时尚未完成，对软实时系统来说还是可以容忍的，最多只会降低系统性能，但对硬实时系统来说则是无法接受的，因为这样带来的后果根本无法预测，甚至是灾难性的。在实际运用的实时系统中，通常允许软硬两种实时性同时存在，其中一些事件没有时限要求，另外一些事件的时限要求是软实时的，而对系统产生关键影响的那些事件的时限要求则是硬实时的。第四十四页，讲稿共八十页哦硬实时系统和软实时系统实现的区别主要是在选择调度算法上。对于软实时系统，选择基于优先级调度的算法足以满足软实时系统的需求，而且可以提供高速的

20、响应和大的系统吞吐量；而对硬实时系统来说，需要使用的算法就应该是调度方式简单，反应速度快的实时调度算法。第四十五页，讲稿共八十页哦实时操作系统评价指标中断响应时间，指从中断发生到相应的ISR（中断服务程序）运行的时间间隔。中断响应时间与应用程序相匹配，而且是可预测的。如果同一时间有多个中断发生，则中断响应时间的数量级要增加。临界情况执行时间（Worst-CaseExecutionTime，WCET）表示每个系统调用的时间，它是可预测的，而且系统的每个任务都有独立的数据。第四十六页，讲稿共八十页哦8.5 8.5 嵌入式系统的进程嵌入式系统的进程进程是设计复杂的嵌入式系统的一个重要工具，它提供了处

21、理多任务同时操作的基本方法。进程可以把可执行代码组织成易于管理的单元。第四十七页，讲稿共八十页哦8.5.1嵌入式系统进程模式进程是在操作系统内执行的任务,它包括指令代码、数据、寄存器、堆栈中的临时数据、返回地址和变量等于该任务有关的所有信息。在嵌入式系统中通常所有的进程都被保存在主存中。对于每个进程除了保存它的代码和数据外还要保存一个进程状态记录（活动记录）。该记录保存着该进程停止时CPU的内部状态。当该进程被再次执行时，该活动记录被复制到CPU中。第四十八页，讲稿共八十页哦在嵌入式系统中，常用的进程形式为线程。采用线程可使存储单元的管理简单。一个进程不是必须要写成可重入的程序，但如果进程都是

22、可重入的，则系统的调试就会更容易一些。第四十九页，讲稿共八十页哦8.5.2文境切换使CPU从一个正在执行的进程转向另一个进程的机制称为文境切换。文境切换常采用协作多任务处理和抢先多任务处理两种形式来实现。第五十页，讲稿共八十页哦协作多任务处理协作多任务处理的系统中，正在执行的进程将主动地放弃CPU等资源，让给另一个进程。在这种系统中，每个进程中包含一个对文境切换函数的调用，在该函数调用中首先保存调用该调度程序的进程的状态信息，然后决定接下来要调用哪个进程，并把CPU的状态设置为新进程的。第五十一页，讲稿共八十页哦协作多任务处理2协作多任务处理的文境切换虽然简单但是有可能会使系统不可操作。因为进

23、程对CPU的控制权的让出是进程自愿的，一但进程出现锁死或运行时间过长就会导致系统实时性差或崩溃的情况。第五十二页，讲稿共八十页哦抢先多任务处理抢先多任务处理的文境切换模式中，采用中断来实现文境切换。一般采用定时中断来保存旧进程的状态后，把对CPU的控制权交给新进程。抢先多任务处理不仅可以降低单个进程错误引起的后果，而且可以使得CPU时间得到更有效的分配，以满足实时性要求。第五十三页，讲稿共八十页哦ARM中的文境切换在ARM中的文境切换机制中，所做的工作就是保存用户模式下CPU的寄存器，然后从另一个进程中恢复他们的值。第五十四页，讲稿共八十页哦ARM中的协作文境切换2恢复新的进程文境的代码如下：

24、ADRR0,WewProc;获取文境块指针LDRR13,R0;LDMDBR13,R0,R15;取SPSR和PCMSRSPSR,R0;LDMIAR13,R0-R14;恢复状态MOVPC,R14;转到原来的地址执行STMIAR13,R0-R14；保存用户模式的R0R14MRSR0,SPSR；保存SPSRSTMDBR13,R0,R15；保存SPSR和PC以下程序就保存了ARM的R0R14，SPSR，PC到文境中。第五十五页，讲稿共八十页哦8.6进程调度选择进程执行顺序的工作就是进程调度。第五十六页，讲稿共八十页哦8.6.1进程状态进程调度状态分成三种：等待、就绪和执行。等待：正在等待I/O设备或其他

25、进程提供数据的进程。就绪：已经接收到所要的数据或开始一个新的周期，只要有CPU就能执行的进程。执行：正在运行的进程。第五十七页，讲稿共八十页哦进程活动记录进程活动记录应包含进程调度状态、进程优先级、进程起始地址等。进程活动记录的存放格式分成两种情况：如果运行的是一个固定的进程集合，可用一个数组来存放各个进程活动记录。如果进程能在程序运行中创建或删除，可用链表来存放进程活动记录。这样可以减少很多内存。第五十八页，讲稿共八十页哦如果CPU支持保护模式，操作系统一般在保护模式下运行，这样可以防止由于编程中存在错误而引起系统的崩溃。第五十九页，讲稿共八十页哦8.6.2进程调度进程调度程序的作用是在处于

26、就绪的各个进程中选一个最应该执行的进程去执行。比如选个优先级最高的就绪状态的进程。在嵌入式操作系统中，为了保证实时性的要求，不能让每个进程都从头执行到尾才让出CPU，而要把执行时间较长的进程分成若干个时间片来执行，这样就给进程调度程序增加了不少的复杂性。第六十页，讲稿共八十页哦时间属性需求进程启动时间、进程期限和启动时间间隔是衡量进程调度是否满足要求的两个重要时间指标。进程启动时间：进程启动时间是进程从等待状态转到就绪状态的时间，一般为从触发时间开始或新的进程周期开始的时间。即需要执行进程的时间。进程期限：是进程停止的时间启动时间间隔：反映进程调度程序能以多快的频率来启动进程。第六十一页，讲稿

27、共八十页哦调度策略的性能指标调度策略的好坏可以用CPU利用率或调度开销这两个指标了衡量。CPU利用率：CPU用做执行有用程序的时间与总时间之比。调度开销：选择下一个要执行的进程所用的时间。第六十二页，讲稿共八十页哦进程集合不可调度的处理当进程集合不可调度时可采用以下方法解决:1.加快CPU的速度，以减少的执行时间。2.重新设计系统的进程，以减少进程的执行时间。3.重写系统的规格说明，以减少对进程期限的要求。第六十三页，讲稿共八十页哦进程调度策略的深入分析在RMS和EDF调度策略中,对进程都作了一些假设，但这些假设在有的场合下有一些是不能成立的，因此就有必要分析这些假设对系统带来的影响，并想办法

28、消除不利的影响。进程占有系统资源、各个进程并不相互独立、第六十四页，讲稿共八十页哦进程占有系统资源当进程需要占用系统资源时，各个进程就变的不相互独立，这时如果不考虑这点，就会导致优先级倒置，这时优先级较低的进程通过占有系统资源会阻塞优先级较高的进程运行。解决的办法是临时将获得系统资源使用权进程的优先级提高到最高优先级，在进程结束后再恢复原来的优先级。第六十五页，讲稿共八十页哦各个进程并不相互独立第六十六页，讲稿共八十页哦8.7进程间通信机制操作系统内核的重要功能之一是协调进程间的活动，这需要通过进程间的相互通信来完成。信号和管道是两种基本的通信机制。第六十七页，讲稿共八十页哦8.7.1进程间通

29、信一个进程可以采用阻塞方式和非阻塞方式中的一种来发布信息。阻塞方式：进程发送信息后就进入阻塞状态直到它接收到响应为止。非阻塞方式：进程在发送信息后继续执行。进程间可以采用共享内存和消息传递两种方式来传输数据。第六十八页，讲稿共八十页哦共享内存在内存中开辟一块区域作为数据传递的共享内存，该区域不一定是某几个进程专用的。当进程P1要将数据传给P2时，先检查有数标志是否为0，如果不为0，则等待标志为0，当标志为0时，把要传出的数放在共享内存单元中，并将标志置1。当P2执行时，首先检查相应的标志是否为1，如为1，从共享单元中取出数据，并写标志为0；如读到标志不为1，继续等待。第六十九页，讲稿共八十页哦

30、消息传递在每个进程中设有各自的消息保存单元，也称为消息端口。P1发送消息给P2时，直接把消息送到P2的消息端口中。第七十页，讲稿共八十页哦8.7.2信号机制信号机制是操作系统协调各个进程活动的基本方法之一。一个进程可以被强行停止在程序的某个特定位置，直到它接收到某个特定信号为止。为了传递这些信号，需要引入一个被称为信号量（Semaphore）的特殊变量。如果某个进程需要通过信号量传递一个信号，那它只需要执行一个发送信号的语句；而如果它想要通过信号量来接收一个信号的话，也只需执行一个等待信号的语句；如果对应的信号没有收到，该进程就一直停在这个位置，直到它收到指定信号为止。第七十一页，讲稿共八十页

31、哦操作系统通过信号的传递，来协调各个进程是否能继续运行。信号可以有多种，用以协调不同的进程的不同运行阶段。但通常都是二值的，只表示信号是否传达到。第七十二页，讲稿共八十页哦8.7.3管道管道允许两个进程进行生产者/消费者模式的数据通讯。它是一个先入先出（FIFO）队列，一个进程从队列的一端不断地写入数据，而另一端则是另一进程不断地从中读出数据。当一个管道被创建时，它的大小是固定的。当管道还有空间时，写进程就可以向其中写数据，否则要么退出，要么转入阻塞状态，直到管道有剩余空间为止；当管道中有数据时，读进程就会不断地从中读取它所需要的数据，如果其中没有数据，读进程要么退出，要么进入阻塞状态等候有新

32、的数据可读。第七十三页，讲稿共八十页哦管道可分为两种类型，一种是非命名管道，即我们通常所说的管道；另外一种是命名管道。一般的管道只能供存在“血缘”关系的进程共享；而命名管道则没有这个限制。第七十四页，讲稿共八十页哦8.8嵌入式操作系统的其他功能嵌入式操作系统除了有进程管理以外还需要有内存管理、中断管理和设备驱动。第七十五页，讲稿共八十页哦8.8.1内存管理内存管理的主要功能为：1.能进行虚拟内存的管理，使系统有看上去比实际内存多得多的虚拟内存。2.对不同的进程所用的虚拟内存自动进行保护，使进程的代码和数据不受其他进程的影响。3.把进程的影像文件和数据文件映射到进程的地址空间中，使得能和以前一样

33、正常运行。第七十六页，讲稿共八十页哦内存管理24.内存管理子系统给予系统中运行的每个进程公平的一份系统物理内存。5.内存管理所完成的共享功能可以保证进程通信等所要的共享内存的实现。6.由于计算机采用的是线性存储设备，而程序本身为了完成自身的逻辑任务就会需要适合自己特点的逻辑划分，因此内存管理要提供相应的逻辑组织和线性存储之间的转换功能。第七十七页，讲稿共八十页哦8.8.2设备驱动管理设备驱动原理:设备驱动程序的作用是屏蔽具体的物理设备的细节,实现设备无关性。设备驱动程序一方面控制和管理下层的物理设备的硬件控制器，另一方面为上层使用提供统一的、于设备无关的系统调用服务。第七十八页，讲稿共八十页哦

34、设备管理机制物理设备在操作系统下作为文件处理，系统通过和操作普通文件类似的系统调用完成对物理设备的开、关和读写。最常用的有字符设备管理、块设备管理和网络设备管理。字符设备；也称为流传输设备，在这类设备中，传输数据的最小单位是字节，并且只允许按顺序访问，一般不使用缓冲技术；块设备；其传输数据的基本单位是可寻址的块，大多数块设备允许随机访问，而且常常采用缓冲技术。第七十九页，讲稿共八十页哦字符设备管理操作系统一般将字符设备作为设备文件来管理。其文件结点和目录管理方式与普通文件相同。应用程序对该类设备的操作主要有打开、读、写和关闭等。字符设备的初始化在操作系统内核启动时进行。第八十页，讲稿共八十页哦