操作系统简明教程第1章.pptx

计算机操作系统;第一章 引论;1.1 操作系统的基本概念 1.1.1 操作系统的定义;引入操作系统主要可完成以下两个方面的工作： (1) 方便用户使用。 操作系统应该提供给用户一个良好的界面，用户不必了解硬件和其它软件的细节，就可以方便地使用计算机。 (2) 充分利用资源。 操作系统应该最大限度地发挥计算机系统资源的使用效率，合理地组织工作流程，使得计算机资源能为多用户共享。 ;定义：操作系统是为了方便用户和提高计算机的利用率，对计算机资源进行组织和管理的程序集合。 用户 ——广义的概念，包括一般用户和软件开发人员等； 资源——包括处理器、存储器、输入/输出设备等硬件资源和程序与数据等软件资源。 ;1.1.2 操作系统在计算机系统中的作用 1.对外职能——用户与计算机之间的接口 必须为用户提供良好的界面，使用户能够感觉计算机是可用而且易用的。 2.对内职能——组织和管理计算机资源，充分发挥资源的效能，提高利用率 ;1.1.3 研究操作系统的几种观点 1.用户观点 2.资源管理的观点 计算机资源按性质分四类:CPU、内存、处部设备、信息文件 对于操作系统来说，资源管理要做如下工作： (1) 对资源使用情况进行登记，这是资源管理的依据。 (2) 决定分配策略。 (3) 提供分配与回收算法。 3.进程观点 进程——分析计算机操作系统在处理过程中的基本对象，是系统中的活动实体。;图1-2 资源分配与释放过程;年代 ;1.2 操作系统的发展 一方面操作随着充分发挥计算机硬件性能的要求不断发展,另一方面它也促进了计算机硬件种类的扩充,使计算机体系结构不断改进,功能越来越强大. 1.2.1 问题的提出 1.速度问题 人工操作速度和处理机计算速度严重不匹配 2.作业差异 3.CPU与外部设备的充分利用;1.2.3 解决办法 1.减少人工干预 批处理技术 作业执行序列、监督或管理程序、自动转换 联机批处理方式 2.改善速度匹配 脱机批处理技术 ;3.实现多道程序系统 系统结构：以中央处理器为中心→主存为中心 中断技术和通道技术 通过软件技术使CPU和I/O设备并行工作——多道程序系统 多道程序???统——是指允许多个相互独立的程序同时存在于内存中，而且处于同时运行的过程中。各道程序轮流占用CPU，交替执行。 问题：如何共享资源、如何互斥和同步、如何提 高内存使用率、如何证程序安全;图1-3 CPU与I/O并行图;1.2.3 基本操作系统类型 1.批处理系统 用户不能直接干预作业的运行过程 作业提交之前用作业控制语言编制成作业说明书或作业控制卡,与程序和数据一起提交给系统 引入多道程序后,批处理系统有以下特征: (1) 多道性 (2) 无序性 (3) 调度性：作业从提交到运行完成需要经过两次调度，即作业调度和进程调度。作业调度是指按照一定作业调度算法，从后备作业队列中选择一个或几个作业调入内存。进程调度是指按照一定进程调度算法，从在内存的进程中选择一个进程，将处理机分配给它，使之执行。;批处理系统，特别是多道批处理系统的主要优点是资源利用率高和系统吞吐量大。 批处理系统的缺点主要体现在以下两个方面： (1) 平均周转时间长。作业的周转时间是指从作业进入系统开始，直到作业完成并退出系统为止所经历的时间。在批处理系统中，由于作业需要排队来依次进行处理，因而作业的周转时间较长。 (2) 无交互能力。在作业提交后，用户不能与自己的作业进行交互，不便于对作业的控制。;2．分时系统 分时——就是多个用户对系统资源进行时间上的分享。;3．实时系统 “实时”是指系统能够及时响应发生的外部事件(一般为一些随机事件)，并以足够快的速度完成对事件的处理。 为了保证程序可靠运行，系统应提供安全措施，比如多级容错、硬件冗余等，避免因发生错误或丢失信息而造成重大经济损失甚至导致灾难性的后果。 实时系统相对于其它操作系统来说，其优点是系统的及时响应以及系统的可靠性。 两种类型：硬实时系统，软实时系统。;1.2.4 新型操作系统 1．微机操作系统 MS-DOS、Windows、OS/2、UNIX、Linux 单用户单任务、单用户多任务、多用户多任务 2．多处理机操作系统 从硬件结构上分：紧密耦合型和松散耦合型 多处理机系统所配置的操作系统分：对称式和非对称式（又称为主–从式）的;3．网络操作系统 如同在单机上安装操作系统可以方便用户合理组织与管理计算机资源一样，在网络系统之上覆盖一层网络操作系统之后，用户可以方便地使用网络，实现用户通信和资源共享，提高网络资源的利用率和网络吞吐量。 从功能上讲，网络