操作系统结构与界面详解:Lecture3重点与内核模型
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Lecture3 操作系统课件主要聚焦于操作系统的基础概念和结构,包括操作系统的核心功能模块、运行模型以及用户界面。本节课的核心内容如下: 1. 操作系统结构: - 操作系统主要由内核(Kernel)和其他功能模块构成,如存储管理模块、文件管理模块和外设管理模块。内核是关键部分,负责提供基本的系统服务和支持,如进程管理、内存管理和设备驱动。 - 内核分为两类:单内核(MacroKernel),它包含大部分操作系统功能;和微内核(MicroKernel),将核心功能分解到用户态进程,减少内核代码量,提高系统安全性和可扩展性。 2. 运行模型: - 讨论了操作系统内核嵌入用户进程执行模型,以及命令解释器和系统调用的实现。重点在于理解内核如何在不同模型下分配任务,比如微内核模型中,部分任务由用户态进程执行,如部分系统服务和用户接口。 3. 中断/异常处理: - 中断和异常是操作系统响应外部或内部事件的关键机制。中断通常与当前指令无关,可以屏蔽,而异常则与指令执行相关,不能被屏蔽。课程介绍了中断的分类(如I/O中断、时钟中断等)、分级、响应和处理过程。 4. 系统调用与用户函数调用的差异: - 系统调用是从用户态到内核态的转变,涉及特权指令执行,用于请求操作系统服务;而用户级函数调用在相同权限级别下进行,不涉及系统资源的控制。 5. 进程管理: - 包括进程的创建、结束、通信和调度,以及进程同步与互斥。系统初始化模块负责设置运行环境并启动命令解释程序。 通过本节课的学习,学生应能深入了解操作系统的工作原理,掌握内核的核心作用,以及不同组件如何协同工作,为后续深入研究和实际应用打下坚实基础。作业部分旨在锻炼学生的理论知识应用能力,通过思考和讨论操作系统内核的功能划分和系统调用的区别,培养独立思考和问题解决的能力。
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