计算机操作系统
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计算机操作系统. 第一章 操作系统引论 第二章 作业界面管理 第三章 文件管理 第四章 存储管理 第五章 设备管理 第六章 进程及处理机管理 第七章 操作系统结构和程序实现. 第七章 操作系统结构和程序实现. 操作系统研制过程: 总体设计:制订设计原则和要求、功能设计和结构设计等方案论证 具体设计:程序框图、库程序和程访设计 调试:分块和分阶段实现 维护:建立或选用专门的维护程序. 操作系统的程序概念. 程序 = “ 算法 ” + 数据 程序是 “ 函数 ” 的集合 软件是程序的集合:程序模块的有机组合

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计算机操作系统

  • 第一章 操作系统引论

  • 第二章 作业界面管理

  • 第三章 文件管理

  • 第四章 存储管理

  • 第五章 设备管理

  • 第六章 进程及处理机管理

  • 第七章 操作系统结构和程序实现


第七章 操作系统结构和程序实现

  • 操作系统研制过程:

  • 总体设计:制订设计原则和要求、功能设计和结构设计等方案论证

  • 具体设计:程序框图、库程序和程访设计

  • 调试:分块和分阶段实现

  • 维护:建立或选用专门的维护程序


操作系统的程序概念

  • 程序 = “算法”+ 数据

  • 程序是“函数”的集合

  • 软件是程序的集合:程序模块的有机组合

  • 操作系统是最大型的系统软件

  • 众多的应用软件是需要在操作系统基础上运行

  • 现代软件需要优良的“包装”

  • 学习“操作系统”的“顶峰”是会编写操作系统


系统结构设计原则

  • 性能完善,系统效率高

  • 系统可靠性高

  • 易于掌握:面对一般用户、系统管理员和程序开发人员

  • 适应性要强:具有可扩充性和可移植性


结构方案

  • 模块结构

  • 层次结构

  • 内核扩充结构

  • 层次化核扩充结构

  • 微内核层次化核扩充结构


模块接口法

  • 一般用每一块实现一个简单的功能

  • 实现各模块内部的简单功能比较容易

  • 模块间相互依赖和“链接”很复杂

  • 实现整个系统的总功能不太容易

  • 调试和修改,牵动面很大


模块1

模块6

模块2

模块4

  • 模块接口图

模块7

模块5

模块3

模块8


模块1

模块2

模块4

模块3

  • 第五层

  • 第四层

  • 第三层

  • 第二层

  • 第一层

  • (全序)层次结构图

模块7

模块5

模块6

模块9

模块8

模块10


模块1

  • 第三层

  • 第二层

  • 第一层

  • (半序)层次结构的“局部循环”

模块2

模块3

模块4

模块5


层次结构的设计方法: 自底向上法和自顶向下法

自底向上法

自顶向下法

操作命令

功能模块

功能模块

操作系统功能模块

机器硬件


用户

核扩充法

应用软件(第2层)

其他系统软件(第1层)

裸机

操作系统核心(第0层)



Unix 7 v6 iii
UNIX 实现难度版本7+(V6,III)内核源代码举例

  • 1.进程初始化(main.c)

  • 2.陷井(trap指令)、中断、系统调用(sys)及进程管理

  • 3.程序交换、基本I/O设备管理

  • 4.文件、文件目录、文件系统(sys)及管道

  • 5.面向字符的特殊文件

  • 6.数据结构(*.h文件)

  • 7.附录

  • 43个模块、源程序17650行程序代码(其中940行汇编指令)


UNIX 实现难度核心的进程初始化过程

  • 0号块:(父进程)main.c、包含系统引导及其它

  • 1号块:管理文件系统

  • 2、3号块:i节点表,管理文件目录及其文件

  • init

  • getty

  • login

  • /etc/passwd (用户登录名:口令域:用户号:用户组号:用户全名:目录:默认Shell)

  • Shell

  • 命令 执行 生成子进程执行,父进程sleep 执行完 唤醒


DOS 实现难度系统初始化过程

  • 冷启动:系统加电,进入ROM BIOS 热启动:系统复位操作

  • 对硬设备自检

  • 显示出错或仃机

  • INT 系统自举

  • 读盘、检测系统

  • DOS引导记录

  • IBMBIO.COM初始化

  • IBMDOS.COM初始化

  • 显示DOS版本信息

  • 执行SYSINT

  • 打开CONFIG.SYS安装

  • COMMAND.COM

  • AUTOEXEC.BAT

  • 显示日期和时间,出命令提示符,等候用户输入命令

成功


  • 操作系统的分层原则: 实现难度

  • 1. 按程序的嵌套情况排成有序的层次;

  • 2. 把活动频繁的模块和为很多模块所公用的模块放在最低软件层,存储器管理模块设置在较低软件层;

  • 3. 为获得可移殖性和可适应性而设置的软件层,应分别放在较低的层次和最外层。

  • 4. 在严格的层次结构中,只允许高层调用低层中的软件,决不允许低层调用高层的软件。在高层调用低层的软件时的方法:

  • (1) 高层仅能调用它下一层中的软件;

  • (2) 高层能调用所有低层的软件;

  • (3) 高层能部分地调用低层中的软件。


数据词典(按字母顺序) 实现难度

  • 1. 系统过程(主程序,子程序等)

  • 2. 系统文件和过程(命令及系统调用)

  • 3. 符号及参量定义,

  • 例如 #define ……….

  • 4. 源代码交叉参考表

  • 5. 压缩及补丁工具


可移植性编程技巧 实现难度(1)

  • 1. *.h头文件(模块)

  • 2. 条件编译

  • #define UNIX 1

  • #define TOPS_20 0

  • #define VAX_VMS 0

  • #define IBM_UTS 0

  • ……………………….

  • #if UNIX

  • case ‘b’ : if (argc) speed = …..

  • case ‘c’ : image = TRUE; break

  • #endif /* UNIX */

  • ………………………….


3 unix make makefile
3. UNIX 实现难度中工具软件 makemakefile(编译时间监控软件)

  • /usr/include/*.h

  • /usr/sys/makefile, conf.h, conf.h.all, conf.modul, confinfo, name.c, name.c.all, c.c, l.s, CURversion.c, version.ed, linesw.c, *.lib, unix.sym………….

  • /unix,/nunix,/ounix,/vunix



  • 4. 实现难度内核模块的增减(尤其是显示模块)

  • 5. 高级语言库函数、操作系统系统调用

  • 6. BBS上交流

  • 7. ………...


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