《作业系统导论》ppt课件

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1、第0章作業系統導論內容：作業系統簡介行程管理處理機排班記憶體管理虛擬記憶體管理輸入/輸出裝置管理檔案系統管理10-1作業系統簡介內容何謂作業系統電腦系統的架構作業系統的功能作業系統的種類第0-1章作業系統簡介2作業系統簡介(1)0-1-1何謂作業系統？使用者與電腦硬體間的溝通橋樑，提供使用者ㄧ個執行及操作程式的環境，讓使用者能夠很方便且迅速的操作電腦主機與作業系統MS-DOS作業系統單一使用者/單一工作的工作平台Windows作業系統Win95.98.Me是單一使用者/多工作的平台WinNT開始是多使用者/多工作的平

2、台Linux作業系統完全免費且於網路上公開原始碼的作業系統Fedora3主機與作業系統4電腦系統的架構硬體（含韌體）硬體為電腦的實體裝置，包含記憶體、磁碟機、磁帶機、螢幕、鍵盤、滑鼠等設備；這些設備都需透過適當的驅動程式來操作ㄧ般電腦都將管理程式燒錄在主機板上的EPROM，並保持隨時可以啟動，稱之為【韌體】(Firmware)核心依照韌體提供的功能，編寫一些較容易連結的函數，以供其他程式連結並透過它來存取周邊設備，這些函數的整合體稱為【核心】(Kernel)外殼編寫可以存取核心的程式，好讓ㄧ般使用者操作，這就是【外殼

3、】(Shell)應用程式使用者利用核心與外殼的標準介面程式來編寫應用軟體(ApplicationProgram)，大部分情況與硬體無關，程式設計師可以完全不用理會周邊硬體5電腦系統架構6系統程式與系統呼叫我們會將硬體控制程式與最基本的電腦運作程序整合成一個稱之為【系統程式】(SystemProgram)，該程式提供電腦最根本的運作平台，再由此平台擴充功能，整合ㄧ個強大的【作業系統】系統程式提供許多關於週邊設備的函數，一般稱為【系統呼叫】(Systemcall)，藉由這些函數的呼叫，使用者就可以輕易存取周邊設備我們習慣

4、將常駐於記憶體的庫存函數稱為『核心』，因為這些函數隨時會被呼叫通常Unix/Linux的核心可讓使用者選擇所欲載入的函數，這是Unix/Linux系統最引以為傲的地方，而widows就望塵莫及7作業系統的功能控制程式（Controlprogram）OS提供控制所有周邊設備的功能人機介面（User-machineinterface）使用者透過OS所提供的人機介面工具方便的操作電腦此類型工具大多稱之為【命令】(command)延伸機器（Extendedmachine）使用者不需利用0/1操作電腦，只要使用接近人類的語言就

5、可以控制電腦，進一步讓電腦更接近人類的邏輯思維來處理事務資源管理者（Resourcemanager）負責將CPU、記憶體空間、磁碟空間、印表機與資料等資源分配給使用者程式，為了避免衝突發生，OS必須快速且合適地分配資源8作業系統的種類批次處理系統（Batchprocessingsystem）早期電腦資源昂貴，多利用整批方式輸入給系統一起處理多元處理系統（Multi-programmingsystem）多個程式同時存在記憶體中，CPU以某選定策略輪流執行這些程式使用者會感覺好像多個程式同時被執行(實際某時刻只有ㄧ個程式

6、執行)分時處理系統（Time-sharingsystem）將CPU執行時間平均分配給每一個使用者，讓多個程式可以共享CPU所以無論程式大小，只要ㄧ小段的時間用完，而不論工作是否執行完畢，都必須要換下一個程式使用9作業系統的種類多工處理系統（Multi-tasksystem）多處理機系統（Multi-processorsystem）ㄧ部電腦中有多個CPU同時處理提供快速運算環境即時系統（Real-timesystem）每ㄧ個程式都有其優先權(優先順序)，優先權高的工作有優先處理的特權必須在限定的時間內完成，否則逾時可能

7、不具任何實質意義10行程管理(1)內容何謂行程？行程的生命週期行程的同步行程的死結行程的通訊11行程管理(2)何謂行程(Process)？行程--執行中的程式，屬於主動元件程式–屬於被動元件行程在執行當中，會根據需要產生其他子行程(ChildProcess)，交付給子行程所要執行的工作行程又可分為【作業系統行程】與【使用者行程】作業系統行程執行『系統程式碼』使用者行程執行『使用者程式碼』12行程的特性與現象行程的特性行程式一個動態的概念行程是程式與資料的結合體行程可並行處理CPU速度夠快，可視為所有行程都正在執行中行

8、程的現象以象棋為範例行程間會互相競爭因為CPUㄧ次僅能執行一個行程，所以系統中的行程可能需要經過競爭，才能得到CPU資源，所以會涉及行程的排班問題13行程生命週期因為同ㄧ時間僅有一個行程被選入執行，所以一個行程從產生到執行完畢通常需要幾回合的執行周期才可以完成。執行狀態(Runningstate)行程執行中預備狀態（Readystate）行程已