在计算机系统中的信息资源(如程序和数据)是以文件的形式存储在外存储器(如磁盘、磁带)上的,需要时再把它们装入内存,操作系统一般都提供具有强大功能的文件系统,文件管理的任务是有效的支持文件的存储、检索和修改等操作,解决文件的共享保密和保护问题,以使用户方便、安全的访问文件。
文件存储空间的管理
任何文件存储在外存储器上,都需要以某种形式占据外存储器的空间,文件系统的一个很重要的功能,就是为每个文件分配一定的外层空间,并且尽可能的提高外存储空间的利用率和文件访问的笑容,文件系统设置,专门的数据结构记录文件存储空间的使用情况,为了提高空间利用率,存储空间的分配通常采用离散分配方式,以512B或者几KB的块基本单位进行分配。
目录管理
目录管理的主要任务就是给出组织文件的方法,它为每个文件建立目录项,并对众多的目录项加以有效的组织,以便为用户提供方便的按名存取。
文件系统的安全性
安全性包括文件的读写权限管理,以及存取控制,用于防止未经核准的用户存取文件,防止越权访问文件,防止使用不正确的方式访问文件。
概述
临界区指的是一个访问共用资源(例如:共用设备或是共用存储器)的程序片段,而这些共用资源又无法同时被多个线程访问的特性。当有线程进入临界区段时,其他线程或是进程必须等待(例如:bounded
waiting
等待法),有一些同步的机制必须在临界区段的进入点与离开点实现,以确保这些共用资源是被互斥获得使用,例如:semaphore。只能被单一线程访问的设备,例如:打印机。
多道程序系统中存在许多进程,它们共享各种资源,然而有很多资源一次只能供一个进程使用。一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源。许多物理设备都属于临界资源,如输入机、打印机、磁带机等。
**临界资源:一次仅允许一个进程使用的资源。**例如:物理设备中的打印机、输入机和进程之间共享的变量、数据。
临界区:每个进程中,访问临界资源的那段代码。
简介
每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区(Critical
Section)(临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源)。每次只准许一个进程进入临界区,进入后不允许其他进程进入。不论是硬件临界资源,还是软件临界资源,多个进程必须互斥地对它进行访问。
多个进程中涉及到同一个 ...
存储管理的任务是管理计算机内存的资源,在当代操作系统中,计算机内存空间越来越大,虽然内存空间可以扩充,但是内存空间再大也跟不上运行程序对内存空间的巨大需求,而且内存空间还是处理器寻址能力的限制,内存的能力不能无限扩充。
概括的说,存储管理有三个方面的任务,首先,当多个程序共享有限的内存资源时,要考虑如何为多个程序分配有限的绿色空间,其次存储在内存中的多个程序和数据,应该彼此隔离互不侵扰第三,解决内存扩充的问题,即将内存和外存结合起来管理,为用户提供一个容量,比实际内存大得多的虚拟存储器。
以下是存储管理功能的进一步叙述:
内存的分配与回收
操作系统要为每个进程分配的空间,再分配的过程中,还要尽可能提高内存资源的使用效率,对于已经退出运行的进程所占据的内存空间操作系统还要把它加以回收,重新使用,人们在使用计算机时经常会发现原本很大的内存在使用一段时间后,似乎丢失了一部分空间,仔细检查会看到空间使用途中有一大堆空间碎片,这种现象就是内存的分配与回收算法中的缺陷造成的。可见内存分配与回收对计算机系统有效运行的影响是很大的。
存储保护
由于内存是提供多个程序共享的,从理论上讲,每个程序都应该 ...
操作系统是计算机系统中的一个极为重要的部分,担负着非常重大的职责,可以说操作系统身兼数职,那么要理解操作系统,有必要深入的了解和认识操作系统的本质及操作系统究竟是什么。对操作系统本质的不同看法,会影响操作系统的设计思想。
软件的观点
从软件的观点看,操作系统是一种大型软件系统,它是多种功能程序的集合,作为一种大型软件系统,操作系统有软件的外在特征和内在特性。
所以操作系统的软件外在特性是指,操作系统是一种软件,它的外部表现形式,吉他的操作命令,定义集合它的界面,完全定义了操作系统这个软件的使用方式,比如操作系统的各种命令,各种系统调用及其语法定义等,从操作系统的使用界面上,即从操作系统的各种命令,系统调用及其语法定义等方面学习和研究操作系统,我们才能从软件的外部特征上把握住操作系统的性能。
所谓操作系统软件,内在特性是指,操作系统既然是一种软件,它就具有一般软件的结构特点,然而这种软件又不是一般的应用软件,它具有一般应用软件所不具备的特殊结构,因此学习和研究操作系统时就需要研究其软件结构上的特点,从而更好的把握住操作系统的内部结构特点,比如操作系统是直接同硬件打交道的,那么操作系统中同 ...
云计算架构是指云计算所需的组件和子组件。这些组件通常包括前端平台(胖客户端,瘦客户端,移动设备),后端平台(服务器,存储),基于云的交付和网络(Internet,Intranet,Intercloud)。这些组件相结合,构成了云计算架构。
什么是云计算技术架构?
云架构是指数据库,软件功能,应用程序等方面的各种组件,旨在利用云资源的力量来解决业务问题。云架构定义了组件以及它们之间的关系。
Cloud Architecture的各个组件包括:
内部资源
云资源
软件组件和服务
中间件
整个云架构旨在为用户提供高带宽,允许用户不间断地访问数据和应用程序,按需灵活的网络,可以在服务器之间甚至云之间快速有效地移动,最重要的是网络安全
各种基于云的服务都有自己独特而独特的云架构:
软件即服务(SaaS)涉及在互联网上托管和维护的软件。使用SaaS,用户无需在本地安装软件。
开发即服务(DaaS)涉及跨社区共享的基于Web的开发工具。
平台即服务(PaaS)为用户提供应用程序平台和数据库,相当于中间件服务。
基础架构即服务(IaaS)提供基础架构和硬件,例如在云中运行的服务器,网络,存储设备等 ...
进程管理的实质是对中央处理器进行管理,所以进程管理往往又被称为处理器管理,处理器是计算机系统中最宝贵的硬件资源,为了提高处理器的利用率,现在操作系统都采用了多道程序技术。如果一个程序以等待某一条件而不能运行下去时,就把处理器占用权转交给另一个可运行的程序。或者当出现了一个比当前运行程序更重要的可运行的程序时,后者因能抢占处理器,为了描述多道程序的并发执行,要引入进程的概念。通过对进程的管理,协调多道程序之间的关系,解决有关处理器分配调度策略,分配的实施和回收的问题,以使处理器资源得到最充分的利用。
由于操作系统对处理器管理策略的不同,操作系统对其作业的处理方式也就不同,例如,有批处理方式、分时处理方式和实施处理方式的,从而有各种不同性质的操作系统呈现在用户面前。
进程管理主要包括进程控制,进程同步,进程间通信和进程调度等几方面的内容,其中进程控制主要处理进程的创建状态转换,进程撤销,以及相关进程资源的分配与回收等事物;进程同步,主要处理继承之间的关系,包括进程的同步与互斥,进程间通信主要处理相互协作进程之间信息的交换问题,而进程调度则是按照一定的算法,从就绪队列中挑选一个进程在处理器中 ...
作为一种系统软件,操作系统有着与其他软件相比所不同的特征。
并发性
并发性是指计算机系统中同时存在若干个运行着的程序,从宏观上看,这些程序在同时向前推进。
进一步分析,计算机程序的并发性体现在如下具体两个方面,用户程序与用户程序之间并发执行,用户程序与操作系统程序之间并发执行。
实际上从微观上看,在单处理器的环境下,这些同时运行着的程序是交替在处理器上运行的,在多处理器系统的环境中,多个程序的并发特征,不仅在宏观上是并发的,而且在微观上,即在处理器一级上,程序也是并发执行的。而在分布式系统中,多个计算机的并存,使得程序并发特征得到了更充分的体现,因为在每个计算机上都可以有程序执行,它们共同构造成了程序并发执行的图景。
这里有说到两个相似的概念,并发现以及并行性。这两个概念是有区别的,并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生,这是一个具有微观意义的概念,即在物理上这些事件是同时发生的。而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生,它是一个较为宏观的概念,与所使用的时间间隔相对应的、有某种程度的统计意义,换句话说,这里并行的若干个事件一定是并发的,反之则不然。在单处理器系统中,多个程序的 ...
操作系统是计算机系统中的一个系统软件,它是这样一些程序模块的集合:它们能有效的组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源,合理的组织计算机工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能,使得用户能够灵活方便有效的使用计算机,并使整个计算机系统能高效的运行。
从操作系统的表现形式上看,操作系统是一个大型软件程序,其中有大量的为实现操作系统各项功能的软件程序,这些软件程序从设计和结构角度看,他们通常是模块化的。有的操作系统带有内核及内核,也有各种程序模块组成。有的操作系统本身是层次化的,每一个层次的程序通常也是模块化的,还有的操作系统是客户/服务器结构的,而服务器或者客户机内部程序一般也是模块化的,总结起来,操作系统这样一个大型软件程序是具有各种功能的,大量程序模块的集合。
操作系统的任务之一是组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源,在操作系统内部为了掌握整个计算机系统的硬件和软件资源,设计了各种不同类型的表格和数据结构,将所有的硬件和软件资源一一加以登记,资源的名称,类型,数量,用途,完好状态,以及目前使用状态等所有信息,均在有关数据结构中保存,并动态的实时的不断更新着这些数据。记录数据 ...
计算机系统是一种能够接收、存储信息并按照用户需求自动处理数据并输出结果的系统。广义的计算机系统包括机械式和电子式两种,其中电子式计算机系统又分为模拟式和数字式,而我们通常讨论的是数字电子式计算机系统,简称计算机系统。
计算机系统的构成
硬件系统:
硬件是计算机系统的实体部分,包括以下组件:
中央处理器(CPU):负责执行程序指令和数据处理。
内存储器(内存):为程序的执行提供存储空间。
输入/输出设备:包括键盘、显示器、打印机等,用于信息的输入和输出。
软件系统:
软件是计算机系统按用户要求正常运行的保证,包括:
程序:解决具体问题的指令集合,来源可以是开发、购买等。
数据:为程序提供所需的信息。
计算机系统的资源
计算机系统的资源可以分为两大类:
硬件资源:CPU、内存、输入/输出设备等。
软件资源:程序、数据、公共服务子程序等。
在程序执行过程中,资源的分配和调用是计算机系统运行的基础。例如,程序在执行前需要申请内存空间、调用共享资源(如文件和子程序)以及使用外部设备(如打印机)。因此,任何程序的执行都需要占用计算机系统的资源。
资源管理的必要性
由于不同程序和用户 ...
数据管理可以从两个方面来理解:
一是针对组织业务的管理,负责制定并执行整个组织中关于数据的定义、组织、保护与有效使用的策略、过程和计划;
二是依靠技术,负责实现数据作为一种资源的集中控制管理。
在信息社会里,数据管理与计算机技术密切相关,它首先需要以便于处理的某种方式收集数据,并将记录在纸介文件上的数据转换成计算机可处理的形式;然后将收集的数据进行适当的构造,这称为数据组织,其中数据的组织分为逻辑组织和物理组织两种,即数据的逻辑组织是用户或应用程序所使用的数据结构形式,而物理组织则是数据在物理存储设备上的结构形式,这两者之间可以相对独立;为了备用,需要将数据归类进行存储;为了向用户提供信息,存储的数据要能够方便地被选择提取,这称作检索;为了保护数据的正确性和安全性等,必须建立一些相应的规则和执行这些规则的过程来控制数据的存与取,以实现数据管理的目标;同时,保管的数据是那些需要长期、多次使用的数据,但随着时间的推移,数据组织单位的内外环境会发生变化,因而存储的数据在规模和结构方面都可能变化,所以数据管理还必须能够对其进行维护。因此,数据管理的任务就是进行数据的收集、组织、控制、存储、选取 ...