设备管理第10章UNIX系统内核结构

UNIX系统的设备管理在UNIX系统中，设备管理主要由设备驱动程序和设备文件系统两部分组成。

设备驱动程序是操作系统内核中的一部分，它负责和硬件设备进行通信，控制设备的操作和数据传输等。

设备文件系统则是用来管理设备文件的一种文件系统，它提供了一种统一的接口，使得用户和应用程序能够方便地访问各种设备。

UNIX系统中的每个设备都有一个对应的设备文件，这个设备文件位于/dev目录下。

用户和应用程序可以通过访问这些设备文件来和硬件设备进行交互，比如读写文件、发送打印任务、控制磁盘驱动器等。

设备文件的命名规则一般是由设备类型和设备序号组成，比如/dev/sda代表第一个SCSI磁盘设备，/dev/lp0代表第一个并行打印机设备。

在UNIX系统中，设备管理也包括了设备的配置和监控。

用户和管理员可以通过命令行工具或者图形界面工具来配置系统中的各种设备，比如添加新设备、修改设备参数、设置设备权限等。

另外，操作系统也会定期地监控设备的状态，比如检测设备是否正常工作、判断设备是否过载等，以保证系统的稳定性和可靠性。

总之，UNIX系统的设备管理是一个极为重要的系统功能，它不仅使得硬件设备能够被有效地管理和利用，还为用户和应用程序提供了一种方便的接口，使得它们能够轻松地和硬件设备进行交互。

UNIX系统的设备管理通过设备驱动程序和设备文件系统两部分的配合，有效地实现了设备的识别、访问和控制。

设备管理是操作系统中的一个核心功能，而在UNIX系统中，设备管理是一个非常重要的方面。

UNIX系统以其多样化的设备支持和稳定性而著称，因此设备管理在其中显得尤为关键。

在UNIX系统中，设备管理不仅涉及到硬件设备的访问和控制，还涉及到设备的配置、监控和维护，以保证系统的正常运行和设备的稳定性。

在UNIX系统中，设备管理涉及到许多不同类型的硬件设备，包括磁盘（硬盘或者固态硬盘）、打印机、键盘、鼠标、显示器、网络适配器等。

这些设备在UNIX系统中都被表示为文件，并分别对应着不同的设备文件（设备节点）。

《操作系统》课程教学大纲一、教学大纲说明(一)课程的地位、作用与任务《操作系统》是信息类计算机应用专业学生必修的公共基础课之一，是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。

在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。

其特点是概念多、较抽象和涉及面广，其整体实现思想和技术又往往难于理解。

操作系统对计算机系统资源实施管理，是所有其他软件与计算机硬件的唯一接口，所有用户在使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。

因此本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统（如UNIX、xinux）的使用和一般管理方法，了解它是如何组织和运作的，从而为学生以后的学习和工作打下基础。

先修课要求，本课程在学习之前最好具有计算机组成原理、程序设计语言的知识。

(二)课程的教学目的和要求通过本课程的学习，使学生较好地掌握操作系统在计算机系统中的重要作用和基本工作原理。

了解操作系统发展过程、新技术的应用。

理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统及它们的使用和一般管理方法，为今后的进修、应用实务作好技术准备。

掌握：基本概念包括：多道程序设计、并发、分时、作业、进程、互斥与同步、周转时间、吞吐量、重定位、连接、虚拟存储、虚拟设备、死锁、线程。

基本知识：计算机系统资源（处理机、存储器、设备、文件）的管理策略。

基本技能：管理系统资源的常用命令、系统配置与维护的方法和技术。

理解重点：进程概念、存储管理（尤其虚拟存储）的各种策略、文件系统的管理、设备的管理和配置。

结合具体现代操作系统加深理解。

了解难点：进程的概念及其与程序的区别、进程间同步与互斥的正确实现、虚拟设备与虚拟存储。

Unix,Windows NT的系统结构、功能特点。

(三)课程的教学方法与手段１、本课程概念多、较抽象、涉及面广，因此教学形式以讲授方式为主。

约佔80%。

实验与自学约佔20%。

教师应该提供自学提纲并适当辅导。

unix操作系统原理Unix操作系统是一种强大的多用户、多任务分时操作系统。

其设计原理主要包括以下几个方面：1. 内核：Unix操作系统内核负责管理所有与硬件相关的功能。

内核包括直接控制硬件的各个模块，如进程管理、内存管理、文件系统等。

用户不能直接访问内核，但可以通过系统调用来与内核进行交互。

2. 常驻模块层：常驻模块层也称为系统库，提供了执行用户请求的服务例程。

这些服务包括输入/输出控制、文件/磁盘访问以及进程创建和终止等。

应用程序通过系统调用来访问这些服务。

3. 工具层：工具层是Unix的用户接口，包括常用的shell和其他命令。

这些工具作为单独的程序，是Unix系统软件的组成部分，但并非内核的一部分。

4. 虚拟计算机：Unix操作系统为每个用户提供一个执行环境，包括一个与用户进行交流的终端和共享的其他计算机资源，如CPU。

对于多用户操作系统，Unix视为一个虚拟计算机的集合。

每个用户都有一个自己的专用虚拟计算机，但CPU和其他硬件是共享的，因此虚拟计算机的性能可能会比真实计算机略低。

5. 进程：Unix操作系统通过进程向用户和程序分配资源。

每个进程都有一个唯一的进程标识符（PID）和一组相关的资源。

进程可以在虚拟计算机环境中执行。

6. 内存管理：Unix操作系统采用虚拟内存技术，将磁盘上的虚拟内存映射到物理内存，实现了对内存资源的有效管理。

7. 文件系统：Unix操作系统采用树状目录结构来组织文件和目录，提供了高效、安全的文件访问机制。

8. 系统调用：Unix操作系统提供了一系列系统调用，使应用程序能够方便地访问内核提供的服务，如进程管理、文件操作等。

总之，Unix操作系统的原理主要包括内核、系统库、用户接口、虚拟计算机、进程、内存管理和文件系统等部分。

这些部分相互协作，实现了对计算机硬件资源的有效管理和高效运行。

《操作系统》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：《操作系统》总学时与学分：72学时 4学分课程性质：专业必修课授课对象：计算机科学与技术专业二、课程教学目标与任务操作系统原理是一门专业基础课程，是涉及考研等进一步进修的重要课程，是计算机体系中必不可少的组成部分。

本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握操作系统的使用和一般的管理方法，从而为学生以后的学习和工作打下基础。

三、学时安排课程内容与学时分配表章节内容学时第一章操作系统引论5第二章进程管理12第三章处理机调度与死锁12第四章存储管理12第五章设备管理10第六章文件管理8第七章操作系统接口4第八章网络操作系统3第九章系统安全性3第十章UNIX操作系统3四、课程教学内容与基本要求第一章操作系统引论教学目标：通过本章的学习，使学生掌握操作系统的概念，操作系统的作用和发展过程，知道操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对计算机系统的首次扩充，是现代计算机系统必须配置的软件。

基本要求：掌握操作系统的目标和作用、发展过程、基本特征及主要功能；了解操作系统的结构设计本章重点：操作系统的概念、作用，操作系统的基本特征以及操作系统的主要功能。

本章难点：操作系统基本特征的理解，操作系统主要功能的体现。

教学方法：讲授与演示相结合1．操作系统的目标和作用：操作系统的目标、作用、推动操作系统发展的主要动力。

2. 操作系统的发展过程：无操作系统的计算机系统、批处理系统、分时系统、实时系统、微机操作系统的发展。

3．操作系统的基本特征：并发性和共享性、虚拟和异步性。

4. 操作系统的主要功能：处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能。

5. OS结构设计。

第二章进程管理教学目标：通过本章的学习使学生了解在现代的操作系统中程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程。

操作系统所具有的四大特征也都是基于进程而形成的，并可以从进程的观点来研究操作系统。

UNIX操作系统结构由哪几部分组成UNIX操作系统结构由哪几部分组成UNIX的系统结构（1）UNIX系统分为核心层和实用层两部分（2）内核可按其功能划分为：存储管理，进程管理，进程通信，中断、陷阱与系统调用，输入输出管理，文件系统。

（3）所有用户进程通过陷阱方式调用内核提供的服务云计算之后的OA系统将会如何发展？云计算作为未来互联网、IT应用的标准模型，已经上升到国家战略的层面，各地政府纷纷出资构建云计算中心，而在应用为王的时代，OA即将成为云计算的核心应用，伴随着OA市场的需求刚性化，OA 即将进入云计算时代。

那么云计算之后的OA系统，对提高OA项目成功率，是否会有帮助呢?这要我们从云的模型去进行分析。

云概念的提出，其本质是资源的分布部署和协同应用，云计算落地要求后台处理能力、调动能力达到相当水平，要有足够成熟的应用模式，足够配合云端惊醒应用的能力，也就是说云的价值更多的是体现在后台处理能力上，因此与我们在调研中讲到的，影响OA成功率的原因关系并不是很大，也就是说，云计算后，OA项目成功率依然堪忧。

当然，云计算也分公有云和私有云两种模式。

鉴于安全需要和可管控性需要，未来OA主流模式应该向私有云靠拢。

早在4年前，九思软件已经在云技术上有了实质的储备和创新，比如在服务器资源、应用程序资源的`分布部署技术、负载均衡技术和多线程应用技术上的突破，使得OA系统可以支持大量用户数的、超大并发应用的应用场景。

其iThink产品在基于3G基础上的MAS应用、SAAS应用、云计算等各种新型信息化模式上具有良好的适应性。

私有云的典型客户案例，如焦煤集团作为资产1000亿、拥有17.6万员工的国资委一级集团公司，在部署大型应用的时候，采用的就是私有云技术，通过负载均衡保障系统在大并发、大信息量的情况下，性能依然稳定、访问速度快捷。

私有云是未来大集团应用OA的主要模式，公有云会成为中小企业应用OA的选择之一，长期来看，产业链的协同应用需求将会前景广阔。

第一章操作系统引论1、设计现代 OS 的主要目标是什么？2、OS 的作用可表现在哪几个方面？3、试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么。

4、何谓脱机 I/O 和联机 I/O ？5、实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？6、为什么要引入实时操作系统？7、试在交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。

8、OS 有哪几大特征？其最基本的特征是什么？9、处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？10、内存管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？11、设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？12、文件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？13、是什么原因使操作系统具有异步性特征？14、何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？第二章进程管理1 程序并发执行，为什么会失去封闭性和可再现性？2 试画出下面四条语句的前趋图：S 1 ： a ： =x+y ；S 2 ： b ： =z+1 ；S 3 ： c ： =a-b ；S 4 ： w ： =c+1 ；3 为什么程序并发执行会产生间断性特征？4 在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响？5 试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。

6 试说明 PCB 的作用，为什么说 PCB 是进程存在的惟一标志？7 试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。

8 在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？9 试说明引起进程创建 / 撤消的主要事件。

10 在创建 / 撤消一个进程时所要完成的主要工作是什么？11 试说明引起进程阻塞或被唤醒的主要事件是什么？12 进程在运行时，存在哪两种形式的制约？并举例说明之。

13 同步机构应遵循哪些基本准则？为什么？14 如何利用信号量机制来实现多个进程对临界资源的互斥访问？并举例说明之。

15 在生产者 - 消费者问题中，如果缺少了 signal(full) 或 signal(empty) ，对执行结果将会有何影响？16 试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法。

设备管理系统内核结构1. 引言设备管理系统是一个为了管理和控制硬件设备的计算机软件系统。

该系统负责管理计算机系统中的所有设备，包括输入设备（如键盘、鼠标）、输出设备（如显示器、打印机）以及存储设备（如硬盘、光盘）。

设备管理系统的内核结构是该系统中最核心的部分，它负责设备的初始化、驱动程序的加载和设备的管理。

2. 设备管理系统内核结构的组成设备管理系统内核结构由以下几个部分组成：2.1 设备初始化模块设备初始化模块负责在系统启动时对设备进行初始化。

该模块会遍历系统中的所有设备，并为每个设备分配资源，如内存，IO端口等。

设备初始化模块还负责加载设备的驱动程序，并将设备与对应的驱动程序进行关联。

2.2 设备驱动模块设备驱动模块是设备管理系统内核结构的核心组成部分。

它将设备的硬件接口抽象成统一的接口，使得上层应用程序可以通过统一的接口来访问不同类型的设备。

设备驱动模块负责向上层应用程序提供设备的操作接口，如读取设备数据、向设备写入数据等。

设备驱动模块还负责处理设备的中断、异常等事件，以及与设备相关的各种操作，如设备的打开、关闭、配置等。

2.3 设备管理器设备管理器是设备管理系统内核结构的另一个重要组成部分。

它负责管理系统中的所有设备，并提供对设备的高层次管理接口。

设备管理器可以通过设备驱动模块获取设备的状态信息，并对设备进行管理和控制。

设备管理器还负责设备的插拔检测和设备的热插拔操作。

2.4 设备文件系统设备文件系统是设备管理系统内核结构的一部分，它将设备抽象成文件的形式，使得应用程序可以通过文件系统的接口来访问设备。

设备文件系统允许应用程序通过文件操作的方式来读取和写入设备数据，从而提供了一种方便的方式来访问设备。

3. 设备管理系统内核结构的工作原理设备管理系统内核结构的工作原理如下：1.在系统启动时，设备初始化模块会对系统中的所有设备进行初始化。

它会遍历系统中的设备列表，并为每个设备分配资源，加载设备的驱动程序并进行关联。