UNIX入门 1-层次组织结构和逻辑组织结构

1. 层次组织结构

UNIX系统主要包含UNIX内核、系统调用、Shell用户界面（系统命令和使用程序），以及应用程序等组成部分。

UNIX内核 - 控制和协调硬件系统各部件之间的数据处理工作，负责系统内存管理、进程调度及I/O数据通信。

系统调用 - 则给予UNIX内核提供的支持，为用户开发各种应用程序提供帮助，使应用程序能够访问UNIX操作

系统内核提供的各种服务。

库函数- 在系统调用基础上，为简化开发人员的编程而提供的。这些库函数或者是单个系统调用进一步抽象。

Shell、系统命令和实用程序 - 则给予系统调用隐藏了底层的处理细节，为用户提供友好的人际界面和丰富的工具，未完成用户的各种处理需求提供支持

应用程序 - 通常有源程序经编译后生成的目标程序。编译程序则是一种特殊的程序——读取由高级语言编写的源程序，然后组合应用其他工具，最终把源程序翻译成可执行及其指令代码，生成新的程序。

 

 

2. UNIX的逻辑组织结构

UNIX核心通常包含1）进程管理子系统、2）文件管理子系统、3）内存管理子系统，4）I/O管理子系统等主要组成部分。

 

如图， UNIX的逻辑组织结构

 

 

文件和进程是UNIX系统模型中两个中心概念，相应管理子系统也是UNIX系统中的连个主要核心组成部分。

在UNIX系统中，“文件占有‘地方’， 进程具有‘生命’”。

文件用于存储各种数据，包括文本数据和二进制数据（及其指令代码）。程序或命令就是存储在文件系统中的二进制数据文件。

进程是程序或命令的执行。一个进程可以经历其生命周期中从创建、运行到终止三个主要阶段。

UNIX操作系统可以分为三个层次：用户、内核级硬件。其中，系统调用和库函数接口是用户程序与UNIX内核之间的分界线，是UNIX内核提供的基本接口。

 

进程管理有关的调用：

fork() - 创建一个新的子进程

exec() - 使用新的程序覆盖原有进程的映像

exit() - 结束一个进程的进行

wait() - 与一个使用fork系统调用创建的子进程同步，等待子进程以exit语句结束

brk() - 分配进程内存空间

signal() - 控制进程对意外事件的响应

 

内存管理：

任何一个进程只有位于物理内存是才能运行。但是， 进程的地址空间通常首先与计算机硬件实际暗转的内存容量。为

解决这一矛盾，UNIX内核采用虚拟内存的方式，利用页面调度和进程交换技术，实现虚拟内存与物理内存的转换与映射，

使进程的内存地址空间不受物理内存的限制。