嵌入式操作系统原理.ppt
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1、操作系统基本原理,操作系统基本功能,控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户与计算机之间的接口。 UNIX DOS Linux Windows 98 Windows NT 扩充机器功能,方便用户使用;提高系统效率。 存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理、用户接口,操作系统的形成和发展,手工阶段 批处理 多道程序设计技术和多道成批系统 分时 操作系统 实时操作系统 网络操作系统 分布式系统,多道程序设计技术和多道成批系统,多道程序设计技术:在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序,它们在管理程序的控制下相互穿插地运行。 多道 宏观上并
2、行 微观上串行 批量操作系统:该系统把用户提交的作业成批地送入计算机内存,然后由作业调度程序自动地选择作业运行。 优点:缩短作业之间的交接时间,减少处理机的空闲等待时间,提高系统的吞吐量。缺点:用户响应时间较长。用户既不能了解自己程序的运行情况,也不能控制计算机。,分时 操作系统,由于中断技术的使用,使得一台计算机能连接多个用户终端,用户可通过各自的终端使用和控制计算机,我们把一台计算机连接多个终端的计算机系统称为分时计算机系统,或称分时系统。 把处理机的响应时间分成若于个大小相等(或不相等)的时间单位,称为时间片(如100毫秒),每个终端用户获得CPU,就等于获得一个时间片,该用户程序开始运
3、行,当时间片到(用完),用户程序暂停运行,等待下一次运行。,任务 多任务,操作系统的特性之一是并发与共享,即在系统中(内存)同时存在几个相互独立的程序,这些程序在系统中既交叉地运行,又要共享系统中的资源,这就会引起一系列的问题,包括:对资源的竞争、运行程序之间的通信、程序之间的合作与协同等符。 要解决这些问题,用程序的概念已经不能描述程序在内存中运行的状态,必须引人新的概念进程。,任务 多任务,行为的一个规则叫做程序,程序在处理机上执行时所发生的活动称为进程(Dijkstra)。 进程是这样的计算部分,它是可以和其它计算并行的一个计算。(Donovan) 进程(有时称为任务)是一个程序与其数据
4、一道通过处理机的执行所发生的活动。(Alan.C. Shaw) 进程是执行中的程序。(Ken Thompson and Dennis Ritchie ) 进程,即是程序在并发环境中的执行过程 。,任务 多任务,进程与程序的区别: 进程是动态概念;程序是静态概念 进程具有并发性,宏观上同时运行;程序本身具有顺序性,程序的并发执行是通过进程实现的 进程具有独立性,是一个能独立运行的单位,是系统资源分配的基本单位,是运行调度的基本单位;程序本身没有此特性 进程和程序无一一对应关系,一个进程可顺序执行多个程序;一个程序可由多个进程共用 进程异步前进,会相互制约;程序不具备此特性 进程实体具有一定结构,
5、组成进程映象;程序没有这种结构,任务 多任务,一个任务也可以称为一个进程。 每个任务都是整个应用系统的一个部分。 每个任务都赋予一定的优先级,有自己一套CPU寄存器和自己的栈空间。 典型的每个任务都是一个无限循环,每个任务都存在某种状态下:休眠态、运行态、挂起态(等待某一个事件发生)和被中断态。,任务 多任务,进程描述,在系统中一个进程存在: 进程控制块(数据结构) 进程的执行程序(一个可执行文件) 进程总是位于某个队列(就绪、等待某事件队列) 处于某种状态(运行、就绪、等待) 占用某些系统资源(内存,打开某些文件、处理机、外设),进程描述,进程控制块 PCB (Process Control
6、 Block) 存放进程的管理和控制信息的数据结构称为进程控制块。它是进程管理和控制的最重要的数据结构,在创建时,建立PCB,并伴随进程运行的全过程,直到进程撤消而撤消。PCB就象我们的户口。,任务状态,休眠态 - 该任务驻留在内存中,但并不被多任务内核所调度。 就绪态 - 任务已经准备好,但由于该任务的优先级比正在运行的任务的优先级低,暂时不能运行。 运行态 - 该任务掌握了CPU的控制权,正在运行中。 挂起态 - 也称为等待事件态,指该任务正在等待某一个或一些事件的发生。 被中断态 - 由于CPU开始处理中断请求,使该任务的执行被打断。,任务状态,内核,内核负责为每个任务分配CPU时间。
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- 嵌入式 操作系统 原理
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