Galeria de mapas mentais Mapa mental de introdução ao sistema operacional
Este é um mapa mental sobre a introdução de sistemas operacionais. SO refere-se à organização razoável dos recursos de hardware e software que controlam e gerenciam todo o sistema do computador, agendam o trabalho e a alocação de recursos do computador e, em seguida, fornecem interfaces e ambientes convenientes para. usuários e outra coleção de programas. É o software de sistema mais básico do sistema de computador.
Editado em 2023-12-01 15:57:29Il s'agit d'une carte mentale sur les anévrismes intracrâniens, avec le contenu principal, notamment: le congé, l'évaluation d'admission, les mesures infirmières, les mesures de traitement, les examens auxiliaires, les manifestations cliniques et les définitions.
Il s'agit d'une carte mentale sur l'entretien de comptabilité des coûts, le principal contenu comprend: 5. Liste des questions d'entrevue recommandées, 4. Compétences de base pour améliorer le taux de réussite, 3. Questions professionnelles, 2. Questions et réponses de simulation de scénarios, 1. Questions et réponses de capacité professionnelle.
Il s'agit d'une carte mentale sur les méthodes de recherche de la littérature, et son contenu principal comprend: 5. Méthode complète, 4. Méthode de traçabilité, 3. Méthode de vérification des points, 2. Méthode de recherche inversée, 1. Méthode de recherche durable.
Il s'agit d'une carte mentale sur les anévrismes intracrâniens, avec le contenu principal, notamment: le congé, l'évaluation d'admission, les mesures infirmières, les mesures de traitement, les examens auxiliaires, les manifestations cliniques et les définitions.
Il s'agit d'une carte mentale sur l'entretien de comptabilité des coûts, le principal contenu comprend: 5. Liste des questions d'entrevue recommandées, 4. Compétences de base pour améliorer le taux de réussite, 3. Questions professionnelles, 2. Questions et réponses de simulation de scénarios, 1. Questions et réponses de capacité professionnelle.
Il s'agit d'une carte mentale sur les méthodes de recherche de la littérature, et son contenu principal comprend: 5. Méthode complète, 4. Méthode de traçabilité, 3. Méthode de vérification des points, 2. Méthode de recherche inversée, 1. Méthode de recherche durable.
sistema operacional
Introdução
Conceito de sistema operacional (definição)
SO refere-se aos recursos de hardware e software que controlam e gerenciam todo o sistema do computador. Organizar e programar razoavelmente o trabalho do computador e a alocação de recursos, Uma coleção de programas que fornece interfaces e ambientes convenientes para usuários e outros softwares. É o software de sistema mais básico do sistema de computador.
características do sistema operacional
Simultaneidade (mais importante, pré-requisito para outros recursos)
Dois ou mais eventos ocorrem no mesmo intervalo de tempo
compartilhado
Os recursos do sistema podem ser usados por vários processos em execução simultânea na memória. Compartilhamento de recursos é compartilhamento
Modo de compartilhamento mutuamente exclusivo (uso compartilhado de equipamento de câmera)
Modo de acesso simultâneo (uso compartilhado de recursos do disco rígido)
As características mais básicas, as duas são as condições para a existência uma da outra
virtual
Transforme uma entidade física em várias contrapartes lógicas
recursos de compartilhamento de tempo
assíncrono
O ambiente de multiprogramação permite que vários programas sejam executados simultaneamente. Devido aos recursos limitados, a execução do processo não é consistente, mas pára e avança a uma velocidade imprevisível.
Objetivos do sistema operacional
Conveniência
eficácia
Escalabilidade
abertura
Objetivos e funções O papel do sistema operacional serviço prestado
SO como gerenciador de recursos do sistema de computador
Gerenciamento de processador
gerenciamento de memória
Gerenciamento de dispositivo
Gerenciamento de arquivos
O sistema operacional serve como interface entre o usuário e o sistema de hardware do computador (Prestação de serviços para níveis superiores)
Para usuários comuns
Interface gráfica do usuário GUI (que, em última análise, se resume a uma interface de programa)
interface de comando
Método de controle on-line
Interface de comando on-line (interface de comando interativa) adequada para sistemas de compartilhamento de tempo ou em tempo real
Modo de controle off-line
A interface de comando offline (interface de comando em lote) é adequada para sistemas de processamento em lote
Uso de software/programador
Interface do programa (chamada de sistema == instrução generalizada)
O usuário solicita que o sistema operacional forneça serviços usando comandos de chamada do sistema no programa. Os usuários podem usar comandos de chamada do sistema diretamente no programa para fazer várias solicitações de serviço ao sistema.
Por exemplo, usando dispositivos externos, executando operações em arquivos de disco, Aplicar para alocar e recuperar memória e vários requisitos de controle
SO usado como máquina de expansão Implementar abstração de recursos do computador
Máquina Estendida/Máquina Virtual: Máquina com software coberto
desenvolvimento e classificação
estágio manual
deficiência
Uso exclusivo do usuário de toda a máquina
A CPU está aguardando operação manual e a CPU não está totalmente utilizada.
Conflito entre homem e máquina, conflito entre CPU e velocidade de E/S
Estágio de processamento em lote
Sistema de processamento em lote de canal único (introdução de tecnologia de entrada e saída offline)
Vantagens: Aliviar o conflito entre as velocidades humana e da máquina
Desvantagens: A utilização de recursos ainda é baixa, CPU de alta velocidade aguarda E/S de baixa velocidade
Sistema de processamento em lote multicanal (sistema operacional com tecnologia de multiprogramação começa a aparecer) Multiprogramação (multicanal, macroparalelo, microserial)
vantagem
Alta utilização de recursos, multiprogramação compartilha recursos do computador
A taxa de transferência do sistema é alta, a CPU e outros recursos permanecem "ocupados"
deficiência
Longo tempo de resposta do usuário e recursos de interação com drones
sistema operacional de compartilhamento de tempo
vantagem
Fornece funções de interação humano-computador
deficiência
Incapaz de priorizar tarefas urgentes
SO em tempo real
Sistema suave em tempo real
Capacidade de aceitar violações ocasionais de tempo sem causar danos permanentes
sistema rígido em tempo real
Uma ação deve ocorrer absolutamente em um momento específico (ou dentro de um intervalo de tempo especificado)
Prós: Capacidade de priorizar tarefas urgentes
Sistema operacional de microcomputador
SO de rede
SO distribuído
SO do PC
Ambiente operacional
Mecanismo operacional
Como funciona o programa
Programação em linguagem de alto nível——> Instruções de máquina
O processo de execução do programa é o processo de execução das instruções da CPU.
dois procedimentos
programa kernel
aplicativo
Dois tipos de instruções
Instruções privilegiadas (como instruções de E/S, instruções de interrupção, etc.)
instruções sem privilégios
Instruções de gerenciamento de acesso (a execução do programa é transferida do modo de usuário para o modo principal)
Dois estados do processador
Estado do kernel/estado do núcleo/estado do tubo
Modo usuário/modo olho
Como perverter?
Modo Kernel->Modo Usuário
Uma instrução privilegiada que modifica PSW
Modo de usuário->Modo Kernel
Causado por uma interrupção, o hardware conclui automaticamente
exemplo
chamada de sistema
Ocorreu uma interrupção
Ocorreu uma condição de erro no programa do usuário
Tentativa de executar uma instrução privilegiada no programa do usuário
A transição do estado central para o estado do usuário é implementada por uma instrução. Esta instrução também é um comando privilegiado, geralmente uma instrução de retorno de interrupção.
Kernel (o software subjacente configurado em seu computador) A parte mais importante e central do sistema operacional
gerenciamento de relógio
Implementar função de temporização
Mecanismo de interrupção
Responsável pela implementação do mecanismo de interrupção
primitivo
é um programa especial
Está na parte inferior do sistema operacional e é a parte mais próxima do hardware.
A operação deste tipo de programa é atômica – sua operação só pode ser concluída de uma só vez e não pode ser interrompida.
Tempo de execução curto e chamadas frequentes
Estrutura de dados e processamento de controle do sistema Funções para gerenciar recursos do sistema
Gerenciamento de processos
gerenciamento de memória
Gerenciamento de dispositivo
interromper
O papel das interrupções
Deixe o kernel do sistema operacional retomar à força o controle da CPU
Mude a CPU do modo de usuário para o modo kernel
Classificação de interrupções
Interrupção interna (exceção/exceção/armadilha) Relevante para a instrução atualmente executada O sinal de interrupção vem de dentro da CPU
armadilha, cair
Preso no aumento de instrução, o aplicativo aumenta intencionalmente
Falta
Causado por uma condição de erro que pode ser corrigida por um programa do kernel. Após o reparo do programa kernel, os direitos de uso da CPU serão devolvidos ao aplicativo, permitindo que ele continue a execução. (como interrupção de falha de página)
terminação
Causado por um erro fatal, o programa kernel não consegue reparar o erro e geralmente encerra o aplicativo diretamente. (como divisão inteira por zero, uso ilegal de instruções privilegiadas)
Interrupção externa (interrupção de sentido estreito) Independentemente da instrução atualmente em execução O sinal de interrupção vem de fora da CPU
Solicitação de periférico (interrupção de clock)
Intervenção humana (solicitação de interrupção de E/S)
O princípio básico de implementação do mecanismo de interrupção
Verifique o sinal de interrupção
Interrupção interna: A CPU verifica se ocorre uma exceção ao executar instruções
Interrupção externa: Ao final de cada ciclo de instrução, a CPU verifica se existe um sinal de interrupção externo que precisa ser processado.
Encontre a rotina de interrupção correspondente
"Tabela de vetores de interrupção"
Chamada de sistema (interface fornecida pelo sistema operacional para aplicativos/programadores) Interface do programa/instruções generalizadas
Chamadas de sistema ocorrem quando os usuários chamam algumas subfunções fornecidas pelo sistema operacional em um programa e podem ser consideradas sub-rotinas públicas especiais. Envolve gerenciamento de recursos do sistema e gerenciamento de processos. Certas instruções privilegiadas devem ser usadas, portanto, executando no modo principal
A diferença entre chamadas do sistema e funções de biblioteca
Algumas funções da biblioteca encapsulam ainda mais as chamadas do sistema.
Algumas funções da biblioteca não usam chamadas de sistema
Quais funções precisam ser implementadas usando chamadas de sistema?
Gerenciamento de dispositivo
Gerenciamento de arquivos
controle do processo
comunicação de processo
Gerenciamento de memória
Processo de chamada do sistema
Passando parâmetros
Preso no gerenciamento de comando/trap/acesso
As solicitações de chamada do sistema são processadas pelo programa kernel do sistema operacional
Voltar ao aplicativo
Arquitetura
grande núcleo
Os principais módulos funcionais do sistema operacional são usados como kernel do sistema e executados no estado central.
Vantagens: alto desempenho
Desvantagens: O código do kernel é enorme, tem uma estrutura confusa e é difícil de manter.
micronúcleo
Mantenha apenas as funções mais básicas do kernel
Vantagens: menos funções essenciais, mais confiável, estrutura clara, fácil manutenção
Desvantagens: Necessidade de alternar frequentemente entre o modo principal e o modo de usuário, baixo desempenho
Interrupções e exceções
A diferença entre tratamento de interrupções e chamada de sub-rotina
Endereço de entrada
interromper
Obtido da instrução implícita de interrupção de acordo com o vetor de interrupção
chamada de sub-rotina
Obtido pelo programa chamador de acordo com o modo de endereçamento
salvar o meio ambiente
interromper
Salvar PC, PSW, registro geral
chamada de sub-rotina
Salvar PC, registro de uso geral
status do processo
interromper
Do modo de usuário para o modo kernel
chamada de sub-rotina
Sem mudanças de estado
Paralelismo vs. Simultaneidade
A simultaneidade do sistema operacional é alcançada por meio do compartilhamento de tempo
Simultaneidade
Dois ou mais eventos ocorrem no mesmo intervalo de tempo
Paralelismo
Dois ou mais eventos são enviados ao mesmo tempo
Requer suporte de hardware
Em um ambiente de multiprogramação, durante um período de tempo, macroscopicamente, vários programas são executados simultaneamente Em determinado momento, apenas um programa é realmente executado em um ambiente de processador único. Microscopicamente, os programas são executados alternadamente de maneira compartilhada.