计算机操作系统 第一章 操作系统引论1

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1、第一章操作系统引论理信学院卜宪宪1.1操作系统的目标、作用1.2操作系统的发展过程1.3操作系统的基本特征1.4操作系统的主要功能1.5操作系统的结构设计1.1操作系统的目标、作用1．计算机系统的组成硬件层操作系统层系统程序层应用层计算机系统的层次结构用户1用户2用户3用户4用户n财务系统航空订票上网浏览电子商务科学计算（应用程序）编译程序汇编程序编辑程序数据库（系统程序）操作系统计算机硬件………2、操作系统的地位：是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的基础。3、操作系统的作用用户角度：用户与计算机硬件系统之间接口操作系统

2、为用户提供的3种用户接口：命令接口、程序接口(系统调用)、图形接口(1)命令方式。这是指由OS提供了一组联机命令(语言)，用户可通过键盘输入有关命令，来直接操纵计算机系统。(2)系统调用方式。OS提供了一组系统调用，用户可在自己的应用程序中通过相应的系统调用，来操纵计算机。(3)图形、窗口方式。用户通过屏幕上的窗口和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。资源管理角度：计算机资源的管理者。处理机管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理扩充机器：虚拟机4、操作系统的目标方便性、有效性、可扩充性、开放性5、推动操作系统发展的主要动力

3、不断提高计算机资源利用率的需要；方便用户；器件的不断更新换代；计算机体系结构的不断发展。1.2操作系统的发展过程无操作系统时代单道批处理系统多道批处理系统分时操作系统实时操作系统微机操作系统三种基本的OS：批处理操作系统分时操作系统实时操作系统1．无操作系统时代（1）人工操作方式这种人工操作方式有以下两方面的缺点：①用户独占全机。②CPU等待人工操作。（2）脱机输入输出方式这种脱机I/O方式的主要优点如下：①减少了CPU的空闲时间。②提高I/O速度。2．单道批处理系统：特征：自动性、顺序性、单道性把下一个作业的源程序转换为目标程

4、序源程序有错吗？否装配目标程序还有下一个作业？是否停止运行目标程序是开始3．多道批处理系统（1）多道程序设计的概念：把一个以上的作业（程序）存放在主存中，并且同时处于运行状态，共享处理机时间和外部设备等其他资源的方法。（2）多道程序设计的优点：（例见下页图1-4）提高CPU的利用率；提高内存和I/O设备的利用率；增加系统吞吐量（3）多道批处理系统的特征多道性、无序性、调度性图1-4单道和多道程序运行情况（4）多道批处理系统的优点、缺点优点：资源利用率高，系统吞吐量大缺点：平均周转时间长，无交互能力。周转时间定义：从作业进入系统开

5、始，直至其完成并退出系统为止所经历的时间。（5）多道批处理系统需要解决的问题——引入操作系统处理机管理内存管理设备管理文件管理作业管理操作系统定义为：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理的对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。操作系统是管理系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。它可被看作是用户和计算机硬件之间的一种接口，是现代计算机系统不可分割的重要组成部分。4．分时操作系统⑴产生原因：人机交互、共享主机、便于用户

6、上机分时系统是指：在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。⑵实现关键：及时接收、及时处理⑶特征：多路性、独立性、及时性、交互性5．实时操作系统⑴实时系统的引入：实时控制、实时信息处理⑵实时系统定义实时：指对随机发生的外部时间做出及时的相应并对其进行处理。（所谓事件时指来自与计算机系统相连接的设备所提出的服务要求和采集数据）实时系统：指系统能及时（或即时）相应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。⑶实时操作系

7、统的主要特征：及时响应、高可靠性、专用性、少人工干预⑷实时任务类型：按任务执行时是否出现周期划分：周期性实时任务、非周期性实时任务。根据对截止时间的要求划分：硬实时任务、软实时任务。⑸实时系统与分时系统的比较多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性6．微机操作系统：配置在微机上的OS单用户单任务OS：CP/MMS-DOS单用户多任务OS：WINDOWS多用户多任务OS：UNIX1.3操作系统的基本特性操作系统的特征：并发、共享、虚拟、异步性其中并发是最重要的特征。理解模拟：并发—“大家都前进了”共享—“一件东西大家用”虚拟—“变物

8、理为逻辑”异步—“你走我停，走走停停”操作系统的基本特性一、并发并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生并行：两个或多个时间在同一时刻发生进程：分配资源的基本单位线程：可独立运行的基本单位进程和并发是现在OS中最重要的基本概念，也是OS运行的基础。——在第2章中