第8页共17页 操作系统是一个大型的系统软件,其内部的组织结构已经历了四代的变革 (1)整体式系统 该设计模式是把操作系统组织成一个过程(模块〉集合,任一个过程可以调用其它过程。 其优点是不强调信息的隐蔽,而且过程之间的调用不受任何约東。操作系统内部不存在任何结 构,因此也叫无结构操作系统。采用这种结构的操作系统不仅调试和维护不方便,而且其可读 性和可扩充性都较差 (2)模块化结构 模块化结构中采用了模块化程序设计技术,将操作系统按其功能划分成若干个具有一定 独立性和大小的模块,并规定好各模块间的接口,使得它们之间能够交互。对较大的模块还可 进一步细化为若干个子模块:采用这种结构可加速操作系统的研制过程。操作系统设计的正 确性高、可适应性好,但模块的划分和接口的规定较困难,而且模块间还存在着复杂的依赖关 系,使操作系统结构变得不够清晰。 (3)分层式结构 分层式结构是对模块化结构的一种改进,它将操作系统按其功能流图的调用次序以及其 他一些原则划分为若干个层次,每一层代码只能使用较低层代码提供的功能和服务,并采用自 底向上或自顶向下增添软件的方法来研制操作系统。由王它将模块之间的复杂依赖关系改为 单向依赖关系,并消除了某些循环依赖关系,因此能使操作系统结构变得非常淸晰,从而使系 统的调试和验证更方便,正确性更高。 (4)微内核结构 微内核的主要思想是,在操作系统内核中只留下一些最基本的功能,而将其他服务尽可 能地从内核中分离出去,用若干个运行在用户态下的进程(即服务器进程)来实现,形成所谓的 客户/服务器"模式。普通用户进程(即客户进程)可通过内核向服务器进程发送请求,以取得 操作系统的服务。采用微内核结构,不仅提高了系统的灵活性和可扩充性,还增加了系统的可 靠性。微内核结构的另一个优点是它比较适用于分布式系统 在现代OS的设计中,常常还融入面向对象的程序设计技术。它利用被封装的数据结构和 一组对数据结构进行操作的过程来表示系统中的某个资源,这样,可使资源的管理因一致而简 化。当前广泛使用的 Windows2000操作系统,就采用了微内核的结构,同时融入了面向对象的 程序设计技术 1.2重点与难点学习提示 本章的目的是建立起操作系统的基本概念。为此应对以下儿个重点、难点问题切实掌握 1.2.1操作系统的引入和发展 由于操作系统随着计算机技术和应用需求的不断发展,由简单变为复杂,由低级变为高级 故在"OS的引入和发展"部分,应对下述几个问题有较清晰的认识 (1)早期无操作系统的计算机系统中,存在着所谓的人机矛盾"和CPU-I/0设备速度不匹 配的矛盾"。它们对计算机资源的利用率有何严重的影响? (2)单道批处理系统中引入了哪些技术,它们是如何解决上述两对矛盾的? (3)单道批处理系统还存在哪些不足之处,而多道批处理系统又是通过哪些技术措施来解 决这些不足的? (4)多道批处理系统还有哪些地方不能满足用户的需求,或者说,是在什么样的需求推动力 的作用下,由批处理系统发展为分时系统的?实现分时系统的关键技术是什么? (5)上述几种系统还有哪些地方不能满足用户的需求,或者说,是在什么样的需求推动力的 作用下由分时系统发展为实时系统的?在学习时还应注意分析和比较分时系统与实时系统的 特征第 8 页 共 17 页 操作系统是一个大型的系统软件,其内部的组织结构已经历了四代的变革。 （1）整体式系统 该设计模式是把操作系统组织成一个过程(模块〉集合,任一个过程可以调用其它过程。 其优点是不强调信息的隐蔽,而且过程之间的调用不受任何约束。操作系统内部不存在任何结 构,因此也叫无结构操作系统。采用这种结构的操作系统不仅调试和维护不方便,而且其可读 性和可扩充性都较差。 （2）模块化结构 模块化结构中采用了模块化程序设计技术,将操作系统按其功能划分成若干个具有一定 独立性和大小的模块,并规定好各模块间的接口,使得它们之间能够交互。对较大的模块还可 进一步细化为若干个子模块；采用这种结构可加速操作系统的研制过程。操作系统设计的正 确性高、可适应性好,但模块的划分和接口的规定较困难,而且模块间还存在着复杂的依赖关 系,使操作系统结构变得不够清晰。 （3）分层式结构 分层式结构是对模块化结构的一种改进,它将操作系统按其功能流图的调用次序以及其 他一些原则划分为若干个层次,每一层代码只能使用较低层代码提供的功能和服务,并采用自 底向上或自顶向下增添软件的方法来研制操作系统。由王它将模块之间的复杂依赖关系改为 单向依赖关系,并消除了某些循环依赖关系,因此能使操作系统结构变得非常清晰,从而使系 统的调试和验证更方便,正确性更高。 （4）微内核结构 微内核的主要思想是,在操作系统内核中只留下一些最基本的功能,而将其他服务尽可 能地从内核中分离出去,用若干个运行在用户态下的进程(即服务器进程)来实现,形成所谓的 "客户/服务器"模式。普通用户进程(即客户进程)可通过内核向服务器进程发送请求,以取得 操作系统的服务。采用微内核结构,不仅提高了系统的灵活性和可扩充性,还增加了系统的可 靠性。微内核结构的另一个优点是它比较适用于分布式系统。 在现代 OS 的设计中,常常还融入面向对象的程序设计技术。它利用被封装的数据结构和 一组对数据结构进行操作的过程来表示系统中的某个资源,这样,可使资源的管理因一致而简 化。当前广泛使用的 Windows 2000 操作系统,就采用了微内核的结构,同时融入了面向对象的 程序设计技术。 1.2 重点与难点学习提示 本章的目的是建立起操作系统的基本概念。为此应对以下儿个重点、难点问题切实掌握。 1.2.1 操作系统的引入和发展 由于操作系统随着计算机技术和应用需求的不断发展,由简单变为复杂,由低级变为高级, 故在"OS 的引入和发展"部分,应对下述几个问题有较清晰的认识: (1)早期无操作系统的计算机系统中,存在着所谓的人机矛盾"和"CPU—I/O 设备速度不匹 配的矛盾"。它们对计算机资源的利用率有何严重的影响? (2)单道批处理系统中引入了哪些技术,它们是如何解决上述两对矛盾的？ (3)单道批处理系统还存在哪些不足之处,而多道批处理系统又是通过哪些技术措施来解 决这些不足的? (4)多道批处理系统还有哪些地方不能满足用户的需求,或者说，是在什么样的需求推动力 的作用下,由批处理系统发展为分时系统的?实现分时系统的关键技术是什么? (5)上述几种系统还有哪些地方不能满足用户的需求,或者说,是在什么样的需求推动力的 作用下由分时系统发展为实时系统的?在学习时还应注意分析和比较分时系统与实时系统的 特征