UNIX操作系统介绍71绪言UNIX操作系统的结构课件.ppt

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1、第七章UNIX操作系统介绍7.1绪言一、UNIX操作系统的结构与的特点UNIX操作系统的结构操作系统(内核)系统实用程序(核外或外壳)内核：就是操作系统本身，是常驻内存部分，它包括进程管理、存储管理、设备管理、文件系统管理四大经典管理技术及其他重要技术。外壳：从内核分离出来以核外形式出现并在用户环境下运行的核外部分。SHELL2.UNIX操作系统的特点A、交互式分时多用户多任务。UNIX系统是一个可供多用户同时操作的会话式分时操作系统。B、UNIX向用户提供了两种友好的用户界面或接口。程序一级的界面----------系统调用系统调用是程序一级的编程接口，是用户程序取得操作系统服务的唯一

2、方式，也是用户程序与系统内核的接口。操作一级的界面------------命令命令是用户与系统的交互式操作，它由Shell进行解释，并调用系统内核的相应部分执行。Shell有三类特征：命令语言，命令解释程序和程序设计语言。C、UNIX具有一个可装卸的分层树型结构的文件系统。D、UNIX系统把所有的外部设备都当作文件，并分别赋予它们对应的文件名。E、可移植性。UNIX系统核心程序的绝大部分源程序系统上的支持软件都用C语言写的。三、UNIX的系统可分为四层：1、硬件层2、最内层的UNIX操作系统核心（内核层）。它包括文件控制系统和进程控制系统两部分。3、中间层是SHELL命令解释层（核外层）

3、、用程序，库函数。4、最外层是用户程序（应用层），包括许多应用软件。7.2UNIX进程管理一、UNIX进程的概念UNIX进程由三部分组成：进程控制块、数据段、共享正文段。数据段：由进程运行时用到的数据及工作区构成。是一个非常驻内存的整体部分。数据段分成三部分：系统数据区，用户数据区和用户栈区。共享正文段：能够被多个进程共享的程序进程控制块：由基本控制块proc结构和扩充控制块use结构两部分组成。Proc结构记录着一个进程最基本、中、最常用的信息。不管进程当前是否占用处理机，系统都要经常对每一个进程的proc结构内容进行查询和处理，因此一个进程创建后它的proc结构常驻内存。Use结构记

4、录着存放着只有进程运行时才用到的数据和状态信息。其为非常驻内存部分。UNIX进程三个部分的联系：(看图)二、进程的用户态、核心态执行操作系统程序的进程称为“系统进程”，执行用户程序的进程称为“用户进程”。UNIX中一个进程既可以执行用户程序也可以执行操作系统程序。进程执行的两种状态：核心态：进程在执行操作系统程序，并可以访问所有的内存空间和对象。在进程此状态时是不可剥夺。用户态：进程在执行用户程序，在进程此状态时是可剥夺。这两种状态会在一定时机时进行转换。进程从用户态转入核心态，由中断或陷阱实现进程从核心态转入用户态，需通过设置状态寄存器PSW才能实现。其中0#进程只在核心态运行。三、进

5、程的创建UNIX系统中还未创建出其他新用户进程之前，只有0#进程，1#进程，以及终端管理进程与shell进程存在。除0#、1#进程之外，UNIX系统中的其他进程都是由父进程创建的，人们称1#进程是所有用户进程的祖先。父进程通过系统调用fork()函数来创建子进程。0#进程功能：启动系统时加载相关的数据结构。系统调用fork完成的功能：⑴为子进程在proc结构表中分配一个空项⑵为子进程赋一个唯一的进程标识号pid⑶复制一个父进程上下文的逻辑副本。(只复制不共享的部分)⑷增加与父进程相关联的有关文件系统的进程引入计数。⑸对父进程返回子进程的进程标识号，对子进程返回零。当父进程使用fork()

6、创建了子进程后，子进程就继承了父进程的正文段，数据段和栈。子进程的状态为创建态。四、进程生命期的状态（9种）：1、进程的初始状态2、内存中就绪3、就绪且换出4、进程在核心态下的执行态：5、进程在用户态下的执行态：6、内存中睡眠7、睡眠且换出8、被剥夺状态9、僵死状态睡眠且换出就绪且换出内存中睡眠内存中就绪初始状态核心态执行用户态执行被剥夺态僵死状态间的转换fork内存足够内存不够换出换入调度返回系统调用、中断调度，剥夺返回exit等待，sleep换出唤醒唤醒五、进程调度1、调度算法：在UNIX中,对进程的调度采用的是多级反馈轮转调度方式。即系统给进程分配一个时间片，当时间片结束时，动态计

7、算进程的优先级，若有进程的优先级高于当前进程的内存就绪进程时，系统调度该进程运行。2、优先级：A、分类：核心级优先级、用户级优先级B、优先数的算法：优先数=最近使用CPU的时间/2+基本的用户优先数六、进程通信软中断通信：软中断通信是对硬件中断的一种模拟，发送软中断就是向接收进程的进程表项结构中的相应项发送一个软中断信号。接收进程在收到软中断信号后将按事先的规定去执行一个软中断处理程序。但是软中断处理程序不是收到信号后立即被启动，它