什么是操作系统设计与实现?
需要设计和实现操作系统,因为如果没有适当的设计和实现,任何系统都无法正常工作。对于每个方面或任何开发,都必须进行适当的设计和实现,以便它能够以良好的方式工作,并且如果发生任何故障,我们可以轻松地进行调试。
因此,设计和实现是操作系统中必不可少的一部分,并且每位使用计算机的用户都可以使用此技术。
有不同的技术来设计和实现操作系统。
设计目标
机制
实现
让我们详细讨论每种技术。
设计目标
让我们了解设计目标的特性。
并发系统
操作系统必须同时处理多个设备以及多个用户。对于现代多核架构来说,这是必须的。由于这些特性,操作系统的设计非常复杂,难以实现。
安全与隐私
操作系统必须为系统提供安全和隐私保护。防止恶意用户访问您的系统并防止窃取用户程序非常重要。
资源共享
操作系统确保系统资源必须在多个用户进程之间以正确的方式共享。当多个用户使用同一设备时,它会变得更加复杂。
硬件和软件的变化
操作系统必须具有灵活性,以适应系统硬件和软件的任何更改,它不应过时。这是必要的,因为在软件或硬件发生任何更改时,反复更改操作系统成本很高。
可移植操作系统
能够在不同硬件和系统上运行的操作系统称为可移植操作系统,它是非常重要的设计目标。
向后兼容性
对当前操作系统的任何升级都不能影响其与机器的兼容性,即如果操作系统的先前版本与系统兼容,则更新或升级后的版本也应与系统兼容,这称为向后兼容性。
机制
在操作系统中,需要遵循特定的机制,并且此机制负责操作系统执行的全部任务。
当在操作系统中执行任务时,我们会遵循特定的输入、存储、处理和输出机制,并通过使用此过程,我们可以为计算机执行的不同任务定义内存。
操作系统为用户和程序提供服务。例如 I/O 操作、程序执行、文件系统操作、资源分配、保护。
程序执行
操作系统处理从用户程序到系统程序(如打印机后台处理程序、名称服务器、文件服务器等)的许多活动。这些活动中的每一个都封装为一个进程。一个进程包含完整的执行上下文。
操作系统活动
操作系统活动如下:
将程序加载到内存中
执行程序
处理程序的执行
提供进程同步机制
提供进程通信机制
提供死锁处理机制
实现
一旦操作系统设计完成,就必须对其进行实现,因为它是由许多人在很长一段时间内编写的许多程序的集合。
实现是操作系统中最重要的过程。
需要实现操作系统,因为当它被实现时,可以执行新任务,并且新的应用程序软件也可以安装到您的计算机中,并使您的计算机平稳运行,为此我们需要实现操作系统。