Linux与Unix操作系统概述：共享与资源管理

本篇课件主要介绍的是操作系统概述，特别是针对Linux和Unix系统的特性，以及它们在计算机系统中的关键作用。课程内容涉及以下几个方面： 1. 共享资源管理：操作系统作为多用户环境的核心，需要处理多个进程共享有限的系统资源，如内存、I/O设备等。这包括互斥共享（例如音频设备，确保在同一时间只有一个进程使用）、同时访问（如可重入代码，允许多个进程安全地并发访问）以及资源分配优化的问题，尽管这可能会带来复杂性。 2. 进程管理：课程讨论了操作系统如何支持应用程序的执行，如用户请求执行hello程序，操作系统会查找、加载并执行。从文件系统获取程序，创建子进程，管理进程上下文切换，直到处理可能的中断（如缺页中断）和设备通信。 3. 中断处理：介绍了操作系统对中断响应过程的管理，包括如何接收、处理和恢复中断状态，确保系统的稳定运行。 4. TLB（Translation Lookaside Buffer）：页表缓冲器在内存管理中的重要性，它能快速查找页表，提高内存访问速度，是操作系统高效性能的关键部分。 5. 工作集模型：工作集模型的引入是为了减少内存碎片，帮助软件开发者理解如何优化程序，使经常访问的数据驻留在内存中，从而提高性能。 6. 目录结构设计：讨论了设计高效的目录结构，以提升目录检索速度，这对于文件系统性能至关重要。 7. 操作系统内核：课件还涵盖了操作系统内核体系结构，解释了硬件和软件如何协作，以及应用程序、库函数和内核之间的关系，特别强调了Unix系统的优点与改进空间。 8. 系统调用：通过具体例子展示了操作系统如何通过系统调用来控制硬件，如显示字符串和文件操作，揭示了操作系统与硬件、应用软件之间的交互机制。 9. 操作系统地位：最后，课程强调了操作系统在计算机系统中的核心地位，它如何连接硬件和软件，以及它的定义、特征和功能。 整体上，本讲旨在提供操作系统的基础理论知识，为学习者理解和设计现代操作系统提供了坚实的基础。