计算机导论 操作系统课件.ppt

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1、7.1操作系统概述7.1.1操作系统的概念7.1.2操作系统的类型7.1.1操作系统的概念1.什么是操作系统操作系统的英文表示是“operatingsystem，简称OS”，如图7.1所示，是位于计算机硬件上的第一层软件，是计算机硬件与应用程序之间的接口，也是用户与计算机硬件之间的接口.从系统的角度来看，操作系统又是计算机系统的资源管理器。计算机系统的硬、软件资源都是在操作系统的管理、控制和调度下运行和使用的。所以，只有配置了操作系统，计算机系统的资源利用率和工作效率才能提高。用户应用软件操作系统计算机硬件（裸

2、机）图7.1计算机系统中的操作系统2.为什么需要操作系统从效果上看，操作系统既能提高计算机系统的工作效率，又能方便用户使用计算机。因此，几乎所有的计算机都配有操作系统。如果没有操作系统，那么计算机就要退回到当初的原始状态去，即一个用户独占一台计算机，系统只能执行一道程序，CPU与外设串行工作；在程序运行时需要用户不停地干预，输入输出时需要用户进行手工操作，等等。正是有了操作系统，计算机的工作效率、自动化程度和方便性才有了大幅度的改善和提高，计算机硬件的作用才得以充分发挥。因此可以说，没有操作系统，就没有计算机辉

3、煌的今天。从功能来讲，操作系统由两部分程序组成，即资源管理程序和用户服务图6—1计算机系统中的操作系统程序。因此可以说，操作系统是管理，控制和调度计算机硬、软件资源，合理地组织计算机的工作流程，又能为用户提供多种服务的一种程序系统。3.操作系统的特征为了提高计算机系统的效率，增强系统的处理能力，最大限度地提高资源利用率，并方便用户使用，现代操作系统广泛采用了并行操作技术，使硬件和软件并行工作。例如，I/O操作和计算同时进行，在内存中同时存放多道程序等。因此，以多道程序为基础的现代操作系统具有以下特征：(1)并发

4、性并发是两个或两个以上的事件在同一时间间隔内发生。对于程序而言，并发也就是多道程序在同一时间间隔内同时执行。对于单处理机系统而言，程序并发执行实际上是多道程序在一个很小的时间段内交替执行。而宏观上看，它们似乎是在同时进行，即并发执行。实现并发性，使操作系统变得复杂。因为要考虑，如何从一个程序转到另一个程序，如何保护一个程序不受另一个程序侵扰，以及如何实现相互制约等。⑵共享性共享性就是资源共享，即计算机系统中的硬、软件资源供所有授权程序或用户共同使用。实际上，由于系统中的资源有限，当多道程序并发执行时，必然要共享

5、系统中的硬、软件资源。所以，程序并发执行必然依赖于资源共享机制的支持。⑶虚拟性所谓虚拟，是采用某种方法把一个物理实体映射为一个或者多个逻辑实体。前者是客观存在的，后者只是在感觉或效果上存在。例如在多道程序系统中，虽然只有一个CPU，每次只能执行一道程序；但是采用多道程序技术后，在一段时间内，宏观上看，有多个程序在运行，似乎是多个CPU在运行各自的程序。也就是说，一个物理上的CPU虚拟为多个逻辑上的CPU，即虚拟处理机。类似的还有虚拟存储器、虚拟外围设备等。7.1.2操作系统的类型基于不同视角，对操作系统可进行不

6、同的分类。例如分为单用户操作系统和多用户操作系统、单机操作系统和网络操作系统、集中式操作系统和分布式操作系统、单任务操作系统和多任务操作系统、单处理机操作系统和多处理机操作系统、通用操作系统和专用操作系统、串行操作系统和并行操作系统等。但是，从基本的技术特征来看，操作系统一般分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等类型。1.批处理操作系统4.网络操作系统2.分时操作系统5．分布式操作系统3.实时操作系统1.批处理操作系统批处理操作系统简称批处理系统，其基本特征是“批量处理”

7、。所谓批量处理，就是把外存储器上的若干个作业作为一批,串行或者并行调度,分配内存和处理机,然后输出结果。在批处理过程中，用户不能干预。批处理操作系统又分为单道批处理和多道批处理。单道批处理就是将一批作业依次调入内存，串行处理，所以设备利用率低和工作效率不高。多道批处理是以并行方式处理作业，一次调入多个作业，并行处理，所以设备利用率和工作效率都得到提高。2.分时操作系统分时操作系统是把一个时间段分为若干个时间片（即更小的时间段），使多个用户仅用各自所分配到的时间片轮流地使用计算机。要实现这种分时功能，必须有相应的

8、硬件支持。支持分时操作系统的计算机硬件系统称为分时计算机系统，它是一台主机连接若干台终端的计算机系统。所以，分时操作系统和分时计算机系统都可简称分时系统。分时系统在运行期间要不停地进行作业（或任务）的切换和调入调出。所谓作业切换，是指CPU上的作业以既定的时间片为期限进行轮换，一个作业一次只能用一个时间片在CPU上运行，一旦时间片用完，立即撤下，而不管它是否运行完毕。然后换上下一个作业