操作系统的设计与实现课件.ppt

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1、《操作系统设计与实现》操作系统的实现内容提要代码结构组织与数据结构定义专题1——操作系统的启动过程专题2——操作系统的进程管理专题3——操作系统的设备管理专题4——操作系统的内存管理专题5——操作系统的文件管理内容提要2代码结构组织代码结构与数据结构Minix系统代码结构头文件：usr/include源代码：usr/src无法归类的公共头文件Posix标准头文件：sys/操作系统头文件：minix/IBMPC头文件：ibm/系统核心代码：kernel/内存管理器代码：mm/文件系统代码：fs/库例程代码：lib/init源代码：tools/命令代码：comman

2、ds/网络源代码：inet/测试工具源代码：test/3代码结构组织代码结构与数据结构磁盘任务终端任务时钟任务系统任务以太网任务……内存管理器文件系统网络服务器……Init进程用户进程用户进程用户进程用户进程……进程管理系统核心代码kernel/独立代码模块mm、fs...源代码头文件系统配置定义编译环境定义硬件环境定义数据类型定义DS、接口定义常量与宏定义全局变量定义4头文件的定义与组织头文件有哪些功能？功能1：定义数据结构、定义函数接口功能2：宏定义，例如常量、错误代码功能3：设定编译开关，控制运行过程功能4：设定硬件开关，适应硬件环境功能5：设定配置开关，

3、限定功能范围头文件的用法举例代码结构与数据结构5软件的体系结构观点代码结构与数据结构硬件底层环境编译器环境操作系统环境现实应用环境程序内部控制流程完整的软件系统设计必须涵盖从底层至顶层的完整流程，以体系结构的思想面对软件研发适应CPU、堆栈、寄存器、I/O设备等硬件差别适应不同编译器的函数声明与变量定义规范适应不同OS的实现差别，控制运行环境依据不同的条件选择不同的运行流程依据不同的需求控制系统的功能和性能6Minix的公共头文件组织适应底层硬件环境如何区别CPU的差别？适应编译环境如何遵循ANSI、POSIX等标准，适应不同编译环境？控制运行流程如何设定内部开

4、关，控制有效范围和运行流程？适应应用环境如何实现可移植性，同时提供用户配置接口？实现基本功能为保持系统运行稳定和性能卓越而进行的定义与实现代码结构与数据结构7与硬件环境相关的头文件针对CPU和设备驱动的宏定义include/minix/config.h（2600行）针对键盘布局、硬盘分区的头文件include/minix/keymap.h、partition.h针对IBM硬件平台的专有头文件include/ibm/diskparm.h，partition.h代码结构与数据结构8与编译环境相关的头文件遵循ANSI规范的头文件include/ansi.h、stdli

5、b.h遵循POSIX规范的头文件include/unistd.h、string.h、signal.h、fcntl.h、termios.hinclude/sys/types.h、ioctl.h、sigcontext.h、ptrace.h、stat.h、dir.h、wait.h代码结构与数据结构9与OS系统实现相关的头文件基本数据类型与系统限制include/limits.h，errno.h系统实现所需头文件include/a.out.h——可执行文件格式系统相关的数据类型和内部调用include/minix/const.h、type.h、syslib.h、call

6、nr.h、com.h、boot.h代码结构与数据结构10头文件的组织方法分类保存头文件include/：最基本的公共头文件（不依赖软硬件环境）include/sys：遵循系统规范的头文件（Posix规范）include/minix：实现系统内部功能的头文件include/ibm：针对特定硬件平台的头文件头文件分类组织思想的讨论与反思分目录保存头文件，保持系统结构清晰，便于引用分类别定义头文件，便于代码维护和扩展对复杂系统而言，头文件的组织和定义是第一个难题代码结构与数据结构11头文件中的玄机探密预编译选项的应用实现自定义的系统配置（分析与举例）与编译器相互结合，

7、实现外部环境侦测（分析与举例）实现功能的扩展与限制（分析与举例，termios.h）组合形成的复杂应用（Minix中的Errorcode定义举例）头文件的实现规范防止重复引用的错误（分析与举例，const.h分析）支持不同语言的结合（分析与举例）头文件的包含次序（分析与举例）全局变量的定义与实现（Table.c分析）代码结构与数据结构12内容提要代码结构组织与数据结构定义专题1——操作系统的启动过程专题2——操作系统的进程管理专题3——操作系统的设备管理专题4——操作系统的内存管理专题5——操作系统的文件管理内容提要13Minix的启动过程操作系统的启动过程RO

8、M将引导扇区内容写入硬盘