操作系统实例.

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1、操作系统实例 DOS的组成及工作过程 1.DOS的组成和基本工作流程 1.1 DOS的三个层次结构，各层的功能及相互关系 1) 层次结构：上层 shell层，中层kernel，下层bios（ 见下页图）.DOS的上述结构形式反映出操作系统的一般模式, 即层次的结构。 2) BIOS模块：（io.sys）包含与硬件有关的设备驱动程 序（CON、PRN、AUX、CLOCK、块设备）；驻留和可安装的区分 两种设备驱动程序。由设备制造商提供。 3) DOS核：文件、内存等管理，联系上下的核心，真正 意义上的操作系统 4)命令解释器：严格讲并非操作系统的一部分。用户可 CONFIG.SYS中用SHELL

2、命令将换掉(如 :shell=c:dos1) DOS的组成及工作过程 用户级接口(命令) 程序级接口 系统调用 中断调用 bios层 引导程序BOOT 硬件 shell kernel bio子层 bios子层 rom-bios DOS的启动过程 加电或复位进入ROM-BIOS 出错则停机，成功则进入INT19H 复位磁盘系统4次 成功则读BOOT到0000:7c00H处（读4次）失败则转INT18H（ROM-BASIC） 读BOOT若失败转INT18H否则将控制转引导记录 查两个系统隐含文件，未找到则显示无系统,提示换盘后INT19H 读二文件至0070：0000处，错误则死机 由io.sys

3、的SYSINIT模块作初始化 DOS的启动过程 在50：70处建磁盘基数表，修改INT1EH 初始化打印机，RS232C，修改硬件中断 SYSINIT到内存高端后读进msdos.sys 内核内部表、工作区、INT20-27H初始化设备链检查，设备驱动程序初始化 建立磁盘I/O参数表、BUFFER和FCB，显示DOS版权 转SYSINIT打开CONFIG.SYS作相应配置初始化设备驱动程序，修改设备链 打开五个常驻设备驱动程序 在可用内存低端建立PSP，加载COMMAND.COM,SYSINIT消失 检查有无AUTOEXEC.BAT，有则解释执行后显示提示符否则显示日期时间出现提示符 MBR和分

4、区表(PT) 硬盘的主引导记录在硬盘的0磁头0柱面1扇区。主引导记录由三部分 组成：(1)主引导程序；(2)四个分区表；(3)主引导记录有效标志字。 MsDOS、Linux以及基于IA32平台的FreeBSD和OpenBSD等操作系统 都使用DOS分区体系 。 DOS的中断机制 DOS 中断类型： 外部硬件中断：由外设向CPU的引脚或中断控制器送 电平信号，如8259中断 内部硬件中断：由程序运行时引起的特定事件（CPU 异常） 0：被零除，1：单步，2：NMI，3：断点，4：溢出 软中断：由CPU执行中断指令产生的，特点：由软件引起， 调用核心功能，不受IF的控制，处理过程类似硬件中断 向量

5、中断方式，256个向量 中断向量：中断服务子程序的入口地址 中断向量表：DOS初始化时在0:0-0:3FFH处建立的数据结 构，与中断号nH关系为：n4是中断向量表中中断向量的偏移 地址，256个向量共占用1K的内存 DOS的中断机制 DOS的程序级用户接口 软中断分三类：BIOS中断10H1FH；DOS调用20H2FH ，主要是INT21H即系统调用，有多个子功能；40HFFH，自 由中断，根据需要设置。 系统调用、中断调用方法：写入口参数，AH中放子功能号 ，写INTnH，根据出口参数操作返回信息。 例：MOV AH，09 MOV DX，OFFSET dispstring INT 21H

6、Dispstring DB “HELLO！$” LINUX简介 Linux：一个主要用于IBM PC及其兼容机上的多用户、 多任务的操作系统。它具有Linux/UNIX的所有特性，更 重要的是它是一个自由软件（人们可以自由地得到 LINUX的可执行程序和源代码）。 Linux的诞生和发展： 1991年23岁的芬兰赫尔辛基大学的Linus Torvalds 把他 的操作系统课程老师（Andrew Tannebaun）给出的示教实 验系统Minix扩展为Linux/UNIX兼容的独立的操作系统。 Linus当时的目的是在PC的平台上构建一个比Minix好，模 仿Linux/UNIX的系统。 199

7、1年8月，Linus用汇编和C写出0.01版，不能支持软驱 ；1991年10月Linus在Internet上正式发布0.02版。以后大量 的Hackers的共同努力，使Linux不断完善，到今天许多软件 公司都加入到Linux的开发中。 Linux特点 技术特点：具有Linux/UNIX的技术特征 多任务：抢占式（preemptive）多任务（抢先式），每个程序都由机 会执行，直到操作系统抢占CPU为止。 多用户 可编程SHELL 设备的独立性（无关性）：使用新设备时，只需要在系统中增加新的 连接（安装设备驱动程序），内核以相同的方式来使用它。 通信与联网：类似Linux/UNIX，系统的网络

8、功能强大 自由软件的特点 GNU（GNUs Not Linux/UNIX）：一项旨在使任何想获得软件的人都 可以得到软件的工程。其创始人Richard Stallman 是自由软件基金会（ FSF）的创始人。 GPL（General Public License ）公共软件许可是对GUN软件提供版权 保护的手段。条件是作者提供源代码，可以收费，但不能只对软件中的 一部分收费。一般对GNU软件戏称为Copyleft。 Linux的 引导过程 系统上电自检和读取磁盘引导扇区的过程和DOS启动 相同。 通过软盘引导和硬盘引导的差异:LILO 引导过程中先执行实模式下的setup()函数初始化硬件 和

9、内核运行环境，再切换到保护模式下完成内核的解压 缩和系统初始化。 用户的注册与注销 在多用户分时系统中，为了满足多个用户在 Linux/UNIX操作系统的管理工作，需要实现系统资源的共 享和保护功能 。 帐号的概念 用户进入系统之前必须向系统管理员申请一个账户， 得到合法账户后，可用下列方式注册登录到系统中： Login:用户注册名 Password:用户登录口令 登录后可看到操作系统的命令提示符如下： 用户登录时的用户口令一般由6-8个字符构成，可包括 字母、数字及其他字符。“”是Linux/UNIX系统中C- shell的默认命令行提示符，允许用户修改。 Linux/UNIX入门 Linu

10、x/UNIX入门 用户的口令在用户注册时由系统管理员指定，在以后 的工作中允许用户自行修改，例如键入passwd命令可以修 改用户口令： passwd New Password:* /*健入新的登录的口令*/ Retype New Password：*/*重复新的口令*/ 以上过程是超级用户修改口令的过程，对于普通用户用 passwd命令修改口令的过程是： %passwd current password：/*健入原有的登录的口令 */ New Password：/键入新的口令/ Retype New Password：/再键入以上新 口令，供系统确定/ Linux/UNIX入门 用户离开Li

11、nux/UNIX系统时，应进行注销（logout ) 操作。注销后的用户终端可提供给其他用户使用。 “注销 ”也通知了正在进行中的系统记账程序停止对该用户的记 账工作。有多种方式完成用户注销，如： %logout /*在命令行输入logout表示退出登录/ %exit /用终止当前进程执行的方式退出用户登录的 进程*/ % Ctrl-d /用退出shell主进程的方式注销用户*/ 用户注销后系统回到“Login”提示符下等待下一次用 户的登录。通常在用户下次进行登录时，系统会提供一些 报告给用户查阅，例如用户最近一次注册的时间和使用的 终端信息，根据这些信息用户可监控自己的账号使用状况 是否安

12、全，是否发生过被别人盗用的情况。 Linux/UNIX入门 2.1.3账户的管理 由于Linux/UNIX系统是多用户分时处理系统，系统中 每个用户并不能随心所欲地占用计算机系统资源。用户程 序的执行是由操作系统按照一定的内部管理规范和策略统 一进行调配的。而系统中记录的用户“账户”信息是系统 为用户占用系统资源而进行资源调配的基本数据，同时也 是记录和组织用户在操作系统中活动的基础信息。 可以这样理解，Linux/UNIX操作系统以“账户”做基 础，构建出了多用户的工作环境。 Linux/UNIX系统使用三个文件，用来存放用户账户管理 有关的数据信息，即：/etc/passwd， /etc/

13、shadow， /etc/ group。 Linux/UNIX入门 /etc/passwd：系统中所有被授权的用户都在该文件中占有一个记录 项 username: *: uid: gid: comment: homedir: loginshell 用户名，指用户注册时输入的名字。 口令，用户注册的口令以加密码方式保存，允许用户修改。 用户标识符uid，系统管理中使用的用户标识。 用户的组标识gid,用户所属组的惟一标识，一个用户可以属于一 个或多个用户组。 对注册用户的描述文本，是用户情况的基本简介，文本长度有一 定的要求，也可以省略此项。 用户注册目录或用户主目录，此目录是用户进入系统后首先

14、进入 的当前工作目录。 进入系统后第一步完成的内容，表示当用户进入系统后，首先要 执行的程序名。一般都将此项定义为用户进入系统后选择执行的shell 程序。 Linux/UNIX入门 例如：对某一确定的注册用户zhang，此项记录中的内容可以是： Zhang:103: 100：Zhang HongLi：/home/zhang: /bin/csh 在Linux/UNIX系统中，系统程序根据记录中用户的账户信息 进行用户身份鉴别和资源使用权的分配。在账户管理中有两大类型，一 种是超级用户账户，另一种是普通用户账户。 超级用户账户拥有系统的高级管理权，可读、写、处理系统中任 意的一个文件，或者完成系

15、统的各种特定操作。超级用户账户一般只分 配给系统管理员，使用特定的“root”超级用户名和设定的特定口令进 入系统。 系统管理员的身份在系统管理中非常关键，因为他几乎可以控制 系统的所有资源，所以在实际运行中对系统管理员的人选要慎重对待。 对于自己私有的保密性很强的应用数据和信息，可以使用编程手 段对系统管理员进行屏蔽。例如财务管理、人事管理中的有关信息，即 便是系统管理员也不应该有访问这些信息的权限，这些限制应该在应用 系统的设计中给予足够的重视。 Linux/UNIX入门 在文件/etc/shadow中，存放着用户加密后的口令及口令管理信息， 该文件中每一个信息项的内容包括： username: password: lastchy: min: max:wam: inachive: expire 其中的各项表述的内容是： 用户名。 加密后的用户口令。 口令的最后修改日期。 可修改口令的最少天数。 可修改口令