linux操作系统原理【3】

Linux的内核特征

Linux操作系统的核心稳定而高效，以独占的方式执行最底层任务，保证其他程序的正常运行，是整个系统的核心，具有独特的性质。

Linux采用多级分页的存储管理模式，具体的技术特征将在后面介绍。

Linux自身使用的专用文件系统为Ext2，可以提供方便有效地文件共享及保护机制，同时，它可以通过虚拟文件系统的技术，支持包括微软系列操作系统所使用的fat16,fat32,和ntfs等文件系统在内的几十种现有的文件系统。

Linux系统具有内置的TCP/IP协议栈，可以提供各种高效的网络功能，包括基本的进程间通讯，网络文件服务等。

结构特征

Linux内核基本采用模块结构，单内核模式，这使得系统具有很高的运行效率，但系统的可扩展性及可移植性受到一定影响。为了解决这个问题，linux使用了附加模块技术。利用模块技术，可以方便的在内核中添加新的组件或卸载不在需要的内核组件，而且这种装载和卸载可以动态进行，即在系统运行过程中完成，而不需要重新启动系统。

引入动态的模块技术，可使系统内具有良好的动态可伸缩性，但是，内核模块的引入也带来了对系统性能，内存利用和系统稳定性的一些影响，可动态装卸的模块需要系统增加额外的资源来记录，管理，而装入的内核模块和其他内核部分一样，具有相同的访问权限，差得内核模块会导致系统不稳定甚至崩溃，特别是一些恶意的内核模块可能对系统安全造成极大危害。

总的来讲，linux内核基本采用模块式结构构造，同时加入动态的模块技术，在追求系统整体效率的同时，实现了内核的动态可伸缩性。这样的结构给系统移植带来一定的负面影响。

发展方向

Linux内核本身的发展方向主要是硬件支持，嵌入系统和分布式系统三个方面

进程管理

进程是操作系统中一个非常重要的概念。程序的运行时通过进程来完成的。在层次结构的操作系统中，进程不仅是系统分配资源的基本单位，而且是CPU调度的基本单位。进程管理师操作系统最重要的功能之一。

1程序的顺序执行

程序是人们要计算机完成的一些指令序列，是一个按严格次序，顺序执行的操作序列，是一个静态的概念。我们把一个具有独立功能的程序独占处理机，直到最后结束的过程称为程序的顺序执行。

2程序顺序执行时的特征

（1）顺序性。处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行，即只有前一个程序段完成才执行下一个程序段，上一条指令完成再去执行下一条指令。

（2）封闭性。程序是在封闭环境下运行的。程序运行时独占全机资源，资源的状态除初始状态外，只有改程序本身才能改变他。程序执行的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。

（3）可再现性。顺序执行的最终结果可再现，也就是说它与执行速度及执行的时刻无关，只要输入的初始条件相同，无论何时重复执行改程序，结果都是相同的。

2.程序的并发执行及其特征

1.1并发执行的概念

程序的并发性是指多道程序在同一时间间隔内同时发生，这是为了增强计算机系统的处理能力，提高资源的利用率采取的一种同时操作技术。（并发执行应该像多线程...我的理解而已）

程序并发执行时的特征

程序的并发执行虽然提高了系统吞吐量，但也产生了下述一些与顺序执行时不同的新特征。

(现在我们一般用的是什么执行方式呢)

（1）间断性。程序在并发执行时，由于他们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使这些并发执行的程序之间形成了相互制约的关系。

（2）失去封闭性。程序在并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态将由多个程序来改变，致使程序的运行失去了封闭性。这样某程序在执行时，必然受到其他程序的影响，例如，当处理机被某个程序占有时，另一程序必须等待。

（3）不可再现性。程序在并发执行时，由于失去了封闭性，也将导致其失去可再现性。

由于程序的顺序性，间断性和不可再现性，用程序作为描述其执行过程和共享资源的基本单位，即增加了操作系统设计和实现的复杂性，又无法反映操作系统应具有的程序段执行的并发性，用户随机性，以及资源共享等特征。也就是说，用程序作为描述其执行过程以及共享资源的基本单位是不合适的。这就需要一个既能描述程序的执行过程，又能用来共享资源的基本单位，这个单位被称为进程。

（如果在程序中进行类的调用，这就是并发执行么）

进程的定义与特征

进程的定义

进程是操作系统中最基本，最重要的概念之一。

（1）进程是程序的一次执行

（2）进程是可以和别的进程并发执行的计算

（3）进程就是一个程序在给定活动空间和初始条件下，在一个处理机上的执行过程

（4）进程是程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

（5）进程是动态的，有生命周期的活动。内核可以创建一个进程，最终将由内核终止该进程使其消亡

在linux系统下使用编辑器vi进行编辑，同时打开多个窗口，编辑多个不同名称的文件，vi编辑器是一个可执行程序，不同的文件就是不同的操作数据，而对应于这些文件同时打开的每一个编辑窗口都对应着一个进程，每一个进程都处于不同状态。

如果说程序师提供计算机操作的一组工作流程的话，进程就是具体的工作过程，按照同样的工作流程，针对不同的原料，可以同时开始多个工作过程，得到多种不同的成品。（工作流程是程序，过程是进程）

程序和进程失恋咯完全不同的概念，但又有密切的联系

（1）程序师静态的概念，本身可以作为一种软件资源长期保存，而进程是程序的一次执行过程，是动态概念

（2）进程是一个能独立运行的单位，能与其他进程并发执行。进程是作为资源申请和调度单位存在的；通常的程序不能作为一个独立运行的单位而并发执行。

（3）程序和进程不存在一一对应的关系。一个程序可由多个进程共用，一个进程在某活动中又可顺序的执行若干个程序，一个程序运行一次，便创建一个进程，那么同一个程序运行10次，就产生了10个进程。、

（4）各个进程在并发执行过程中会产生相互制约的关系，造成各自前进速度的不可预测性，而程序本身是静态的，不存在这种异步特征

linux操作系统原理【3】相关推荐

Linux 操作系统原理 — 内存 — 内存分配算法
目录文章目录目录前文列表内存碎片伙伴(Buddy)分配算法 Slab 算法虚拟内存的分配内核态内存分配 vmalloc 函数 kmalloc 用户态内存分配 malloc 申请内存用户 ...
Linux 操作系统原理 — 内存 — 基于局部性原理实现的内/外存交换技术
目录文章目录目录前文列表基于局部性原理实现的内-外存交换技术局部性原理 Swap 交换分区前文列表 <Linux 操作系统原理 - 内存 - 物理存储器与虚拟存储器> < ...
Linux 操作系统原理 — 内存 — 页式管理、段式管理与段页式管理
目录文章目录目录前文列表页式管理快表多级页表基于页表的虚实地址转换原理应用 TLB 快表提升虚实地址转换速度页式虚拟存储器工作的全过程缺页中断为什么 Linux 默认页大小是 4 ...
Linux 操作系统原理 — 内存 — 基于 MMU 硬件单元的虚/实地址映射技术
目录文章目录目录前文列表物理地址与虚拟地址内存空间的组织方式虚拟地址空间的编址内核态地址空间用户态地址空间内-外存空间的交换与虚拟存储空间之间的映射关系缺页异常前文列表 < ...
Linux 操作系统原理 — 系统结构
目录文章目录目录 Linux 系统架构 Linux 内核内存管理进程管理文件系统设备驱动程序网络接口 Shell Linux 系统架构 Linux 系统一般有 4 个主要部分:内核.Sh ...
linux的原理和运用,Linux操作系统原理与应用_内存寻址
原标题:Linux操作系统原理与应用_内存寻址第五讲今天上线啦. 在本次课程中,陈老师详细的讲解了有关于内存寻址的演变的相关知识. 第一部分中,介绍了关于内存寻址的相关背景知识.内存寻址-操作系统设 ...
实验三银行家算法linux,操作系统原理与linux_银行家算法实验报告.doc
. . . PAGE 成绩评阅人评阅日期计算机科学与技术系实验报告课程名称: 操作系统原理与linux 实验名称: 银行家算法 2011年 04 月实验三银行家算法一.实验 ...
linux操作系统原理_Linux内核分析-操作系统是如何工作的(二)
linux操作系统的主要构架如图1所示,我们知道,操作系统是通过管理CPU进程.存储器.文件系统.设备驱动.以及网络接口等相关部分来工作的,我们这里主要是通过分析关于CPU的操作即进程的管理执行来分析 ...
Linux操作系统原理与应用01：概述
目录 1. Linux内核的技术特点 1.1 单内核结构 1.1.1 单内核特性 1.1.2 微内核特性 1.2 抢占式内核 1.2.1 非抢占式内核特性 1.2.2 抢占式内核特性 1.3 支持动态 ...
linux操作系统原理_Linux后台开发C++学习路线技能加点，已拿鹅厂offer
大家好我是lemon,最近在知乎经常被邀请回答类似如何学习C++和C++后台开发应该具体储备哪些基础技能的问题,围观原文链接: 非常详细的 Linux C/C++ 学习路线总结!助我拿下腾讯offer ...

linux操作系统原理【3】

linux操作系统原理【3】相关推荐

最新文章

热门文章