OS1操作系統(tǒng)概論

1、操作系統(tǒng)Operating System計(jì)算機(jī)教研室 2018年3月課程特點(diǎn)及要求q計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程特點(diǎn)是：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程特點(diǎn)是：1）涉及較多硬件知識的系統(tǒng)軟件課程，在計(jì)算機(jī)）涉及較多硬件知識的系統(tǒng)軟件課程，在計(jì)算機(jī)軟硬件的體系結(jié)構(gòu)上起到承上啟下的作用。軟硬件的體系結(jié)構(gòu)上起到承上啟下的作用。2）概念多（進(jìn)程，作業(yè)，文件）概念多（進(jìn)程，作業(yè)，文件/文件系統(tǒng)，死鎖，文件系統(tǒng)，死鎖，中斷等）、原理性強(qiáng)、較抽象。中斷等）、原理性強(qiáng)、較抽象。課程介紹q操作系統(tǒng)課程的重要性操作系統(tǒng)課程的重要性/目的目的q1） 必修課必修課q2）基礎(chǔ)核心課程）基礎(chǔ)核心課程q3）計(jì)算機(jī)等級考試）計(jì)算機(jī)等級考試/升本升本

2、/考研考研/博考試科目博考試科目q4） 找工作面試筆試必考內(nèi)容找工作面試筆試必考內(nèi)容q有利于對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理解和軟件開發(fā)。有利于對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理解和軟件開發(fā)。課程介紹q操作系統(tǒng)在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要性操作系統(tǒng)在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要性 每當(dāng)我們打開計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)成功后，首先映每當(dāng)我們打開計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)成功后，首先映入眼簾的就是操作系統(tǒng)的界面。我們所做的一切入眼簾的就是操作系統(tǒng)的界面。我們所做的一切的工作都是在操作系統(tǒng)之上來完成的。可是誰也的工作都是在操作系統(tǒng)之上來完成的?？墒钦l也不會去想：為什么鼠標(biāo)的拖拖曳曳就能完成對文不會去想：為什么鼠標(biāo)的拖拖曳曳就能完成對文件、磁盤、各種軟硬件資源的管理；誰

3、也沒意識件、磁盤、各種軟硬件資源的管理；誰也沒意識到是因?yàn)榈绞且驗(yàn)橛辛瞬僮飨到y(tǒng)的支撐，我么才那么有了操作系統(tǒng)的支撐，我么才那么方便方便的使用計(jì)算機(jī)的使用計(jì)算機(jī)。q操作系統(tǒng)這門課程并不是教你如何使用操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)這門課程并不是教你如何使用操作系統(tǒng)的，而是的，而是講操作系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)制講操作系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)制的。的。 操作系統(tǒng)的目操作系統(tǒng)的目標(biāo)是為用戶提供一個(gè)標(biāo)是為用戶提供一個(gè)良好的界面良好的界面，方便用戶使用，方便用戶使用計(jì)算機(jī)，同時(shí)對內(nèi)部各種軟硬件資源能夠進(jìn)行有計(jì)算機(jī)，同時(shí)對內(nèi)部各種軟硬件資源能夠進(jìn)行有效地管理和分配，使整個(gè)系統(tǒng)能高效率得運(yùn)行。效地管理和分配，使整個(gè)系統(tǒng)能高效率得運(yùn)行。q操作系統(tǒng)的五大

4、功能：處理機(jī)管理、存儲管理、操作系統(tǒng)的五大功能：處理機(jī)管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件管理、用戶接口。設(shè)備管理、文件管理、用戶接口。q每道程序在什么時(shí)候使用每道程序在什么時(shí)候使用CPU，這需要合理得分，這需要合理得分配協(xié)調(diào)才行。配協(xié)調(diào)才行。q如何存放才能井井有條，互不干擾，而且能充分如何存放才能井井有條，互不干擾，而且能充分合理的利用有限空間。合理的利用有限空間。 q使用打印機(jī)，只要單擊打印機(jī)按鈕即可將內(nèi)容傳使用打印機(jī)，只要單擊打印機(jī)按鈕即可將內(nèi)容傳到打印機(jī)進(jìn)行后臺打印，輕松的調(diào)用外部設(shè)備。到打印機(jī)進(jìn)行后臺打印，輕松的調(diào)用外部設(shè)備。q文件是放在那個(gè)道那個(gè)扇區(qū)上么？有時(shí)你不想讓文件是放在那個(gè)道那個(gè)

5、扇區(qū)上么？有時(shí)你不想讓自己的文件被外人看到，還可設(shè)置權(quán)限。自己的文件被外人看到，還可設(shè)置權(quán)限。 qWindows中開始菜單下里的運(yùn)行，可執(zhí)行命令。中開始菜單下里的運(yùn)行，可執(zhí)行命令。 用戶：我要打印這用戶：我要打印這份報(bào)告。份報(bào)告。裸機(jī)：聽不懂！裸機(jī)：聽不懂！打印機(jī)：沒反應(yīng)！打印機(jī)：沒反應(yīng)！我要打印這份報(bào)告。我要打印這份報(bào)告。用戶用戶接收用戶輸入的文檔內(nèi)接收用戶輸入的文檔內(nèi)容；驅(qū)動(dòng)打印機(jī)；將文容；驅(qū)動(dòng)打印機(jī)；將文檔放入緩沖；文檔送至檔放入緩沖；文檔送至打印機(jī)！打印機(jī)！安裝了操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)安裝了操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)工作！打?。」ぷ?！打??！打印機(jī)打印機(jī)課程定位q操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要系統(tǒng)軟件，是

6、計(jì)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要系統(tǒng)軟件，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)課程。算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)課程。q本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生全面地了解和掌握本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生全面地了解和掌握操作系統(tǒng)的目標(biāo)、作用和模型，從資源管理的角操作系統(tǒng)的目標(biāo)、作用和模型，從資源管理的角度領(lǐng)會操作系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)過程。使學(xué)生受到度領(lǐng)會操作系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)過程。使學(xué)生受到系統(tǒng)科學(xué)地分析問題和解決問題的訓(xùn)練，提高運(yùn)系統(tǒng)科學(xué)地分析問題和解決問題的訓(xùn)練，提高運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。用理論知識解決實(shí)際問題的能力。 q推薦參考書本：推薦參考書本：q書目：q計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)原理教程與實(shí)訓(xùn)（第（第2版）版）q

7、作 者：周峰等編著q出 版 社：北京大學(xué)出版社課程考核q平時(shí)成績（平時(shí)成績（40%）+期末成績（期末成績（60%）q平時(shí)成績：課堂考勤平時(shí)成績：課堂考勤+課堂紀(jì)律（遲到、早退、課堂紀(jì)律（遲到、早退、 玩手機(jī)等違紀(jì)行為）玩手機(jī)等違紀(jì)行為）+實(shí)驗(yàn)成績實(shí)驗(yàn)成績q實(shí)驗(yàn)成績：作業(yè)完成情況實(shí)驗(yàn)成績：作業(yè)完成情況q期末考試：采用閉卷考試方式期末考試：采用閉卷考試方式12學(xué)習(xí)目標(biāo)q理解操作系統(tǒng)的基本概念理解操作系統(tǒng)的基本概念q掌握操作系統(tǒng)的管理功能掌握操作系統(tǒng)的管理功能 q處理機(jī)管理處理機(jī)管理q存儲管理存儲管理q設(shè)備管理設(shè)備管理q文件管理文件管理q用戶接口用戶接口q如何學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)如何學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)qOS是什么

8、？是什么？qOS作什么？作什么？qOS如何做？如何做？ CPU控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)工作流程我是程序我是程序員。員。輸入輸入數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流輸入設(shè)備：輸入數(shù)據(jù)，向輸入設(shè)備：輸入數(shù)據(jù)，向計(jì)算機(jī)發(fā)出指令計(jì)算機(jī)發(fā)出指令CPU：處理數(shù)據(jù)：處理數(shù)據(jù)輸出輸出輸輸出出輸出設(shè)備：輸出處輸出設(shè)備：輸出處理的結(jié)果理的結(jié)果其他設(shè)備：其他設(shè)備：支撐、連支撐、連接各個(gè)部接各個(gè)部件件內(nèi)存條內(nèi)存條硬盤硬盤第1章 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)概論本章重點(diǎn)q了解操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：了解操作系統(tǒng)的地位了解操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：了解操作系統(tǒng)的地位q什么是操作系統(tǒng)什么是操作系統(tǒng)q現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征、功能、類型現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征、功能、類型q基本概念：批處理、多道程

9、序設(shè)計(jì)、作業(yè)、任務(wù)基本概念：批處理、多道程序設(shè)計(jì)、作業(yè)、任務(wù)、進(jìn)程和線程、接口、虛擬存儲、文件。、進(jìn)程和線程、接口、虛擬存儲、文件。q1.1 操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展 q1.2 操作系統(tǒng)的基本概念操作系統(tǒng)的基本概念q1.3 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)q1.4 操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境q1.5 當(dāng)前主流操作系統(tǒng)簡介當(dāng)前主流操作系統(tǒng)簡介q1.1.0 OS1.1.0 OS的形成與發(fā)展的形成與發(fā)展q 50年代中期，簡單批處理操作系統(tǒng)q 60年代中期：多道批處理操作系統(tǒng)q 80年代：個(gè)人計(jì)算機(jī)q 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn) 1.1操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展q1.1.1 1.1.1 人工操作方

10、式人工操作方式q缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1 1）資源獨(dú)占）資源獨(dú)占 2 2）CPUCPU等待人工操作等待人工操作q矛盾：矛盾：CPUCPU與與I/OI/O設(shè)備之間速度不匹配設(shè)備之間速度不匹配1.1操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展q19q運(yùn)算速度：5000次/每秒, 18000個(gè)真空管, q占地182平方米，重量130噸，功耗140kW脫機(jī)輸入輸出過程脫機(jī)輸入輸出過程 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 外 圍 計(jì) 算 機(jī) 輸 入 磁 帶 輸 出 磁 帶 主 機(jī) 控制數(shù)據(jù)輸入輸出高速磁帶q 1.1.2 1.1.2 脫機(jī)輸入輸出技術(shù)脫機(jī)輸入輸出技術(shù) 為了解決人機(jī)矛盾和為了解決人機(jī)矛盾和cpu與與I/O設(shè)備之間速度不匹配的設(shè)備之間速度不匹

11、配的問題，出現(xiàn)了脫機(jī)輸入輸出方式。如圖所示。問題，出現(xiàn)了脫機(jī)輸入輸出方式。如圖所示。 q脫機(jī)輸入輸出方式脫機(jī)輸入輸出方式：程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出都是：程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出都是在外圍機(jī)的控制下完成的，脫離了主機(jī)的控制。在外圍機(jī)的控制下完成的，脫離了主機(jī)的控制。相反在主機(jī)的直接控制下進(jìn)行輸入輸出的方式為相反在主機(jī)的直接控制下進(jìn)行輸入輸出的方式為聯(lián)機(jī)輸入輸出方式。聯(lián)機(jī)輸入輸出方式。q優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）減少了）減少了CPU的空閑時(shí)間。的空閑時(shí)間。 2）提高了）提高了I/O速度。速度。q不足：輸出的時(shí)候輸入空閑。不足：輸出的時(shí)候輸入空閑。q1.1.3 批處理技術(shù)批處理技術(shù)q 為了提高系統(tǒng)的利用率，在系統(tǒng)中開

12、始配備為了提高系統(tǒng)的利用率，在系統(tǒng)中開始配備監(jiān)監(jiān)督程序督程序，在它的控制下把由脫機(jī)輸入方式輸入到，在它的控制下把由脫機(jī)輸入方式輸入到高速磁帶的一批作業(yè)高速磁帶的一批作業(yè)一個(gè)個(gè)一個(gè)個(gè)裝入內(nèi)存，并裝入內(nèi)存，并一個(gè)個(gè)一個(gè)個(gè)執(zhí)行，直到處理完畢。在此期間，建立了以監(jiān)督執(zhí)行，直到處理完畢。在此期間，建立了以監(jiān)督程序來管理和控制其他程序的方式，形成了操作程序來管理和控制其他程序的方式，形成了操作系統(tǒng)的雛形。系統(tǒng)的雛形。q這種由監(jiān)督程序控制的系統(tǒng)稱為這種由監(jiān)督程序控制的系統(tǒng)稱為單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)。q單道批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)：單道批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)： 單道批處理系統(tǒng)的內(nèi)存中只有一道作業(yè)，可以成批處理作單道批

13、處理系統(tǒng)的內(nèi)存中只有一道作業(yè)，可以成批處理作業(yè)。業(yè)。q 自動(dòng)性自動(dòng)性q 順序性順序性q 單道性單道性q 優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，提高優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，提高CPU的利用率的利用率q 缺點(diǎn)：還沒有真正形成對作業(yè)的控制和管理。作業(yè)獨(dú)占缺點(diǎn)：還沒有真正形成對作業(yè)的控制和管理。作業(yè)獨(dú)占CPU，CPU等待等待I/O使得使得CPU利用率低。利用率低。q24q卡片q早期批處理系統(tǒng)qIBM1401qIBM7094qIBM1401q輸入磁帶q磁帶機(jī)q卡片閱讀機(jī)q輸出磁帶q打印機(jī)Operating Systemq單道批處理系統(tǒng)的處理流程：單道批處理系統(tǒng)的處理流程：q1.1.4 1.1.4 多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)

14、技術(shù) 過去，內(nèi)存中只能存放過去，內(nèi)存中只能存放一個(gè)用戶作業(yè)一個(gè)用戶作業(yè)在其中在其中運(yùn)行。那么運(yùn)行。那么CPUCPU等待傳輸數(shù)據(jù)的過程中，仍然因無等待傳輸數(shù)據(jù)的過程中，仍然因無工作可做而處于空閑狀態(tài)。工作可做而處于空閑狀態(tài)。 為了提高批處理技術(shù)中程序的并行執(zhí)行能力為了提高批處理技術(shù)中程序的并行執(zhí)行能力，提高資源的利用率，采用，提高資源的利用率，采用作業(yè)調(diào)度程序作業(yè)調(diào)度程序同時(shí)把同時(shí)把幾個(gè)作業(yè)幾個(gè)作業(yè)放入內(nèi)存，并允許它們交替執(zhí)行，即放入內(nèi)存，并允許它們交替執(zhí)行，即多多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)道程序設(shè)計(jì)技術(shù) 。多道批處理系統(tǒng)特征（1）多道性）多道性 在內(nèi)存中可同時(shí)駐留多道程序，并允許它們并發(fā)執(zhí)行在內(nèi)存中可同時(shí)

15、駐留多道程序，并允許它們并發(fā)執(zhí)行，從而有效提高了資源的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。，從而有效提高了資源的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。 （2）無序性）無序性 多個(gè)作業(yè)完成的先后順序與他們進(jìn)入內(nèi)存的順序之間多個(gè)作業(yè)完成的先后順序與他們進(jìn)入內(nèi)存的順序之間無嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。無嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。（3）宏觀上并行、微觀上串行）宏觀上并行、微觀上串行 從宏觀上看同時(shí)存在于內(nèi)存中的多道作業(yè)都處于運(yùn)從宏觀上看同時(shí)存在于內(nèi)存中的多道作業(yè)都處于運(yùn)行狀態(tài)，它們先后開始了各自的運(yùn)行，但又都未運(yùn)行行狀態(tài)，它們先后開始了各自的運(yùn)行，但又都未運(yùn)行完畢，好像多道作業(yè)在并行運(yùn)行。但從微觀上看，由完畢，好像多道作業(yè)在并行運(yùn)行。但從微觀上看，由于

16、我們討論的是單于我們討論的是單CPUCPU系統(tǒng)，內(nèi)存中的多道作業(yè)輪流系統(tǒng)，內(nèi)存中的多道作業(yè)輪流、交替地使用、交替地使用CPUCPU系統(tǒng)，所以各作業(yè)仍是串行的。系統(tǒng)，所以各作業(yè)仍是串行的。舉例：舉例：P3 q圖1.5 單道程序工作過程示意q圖1.6 多道程序執(zhí)行過程示意單道和多道批處理的比較單道和多道批處理的比較單道多道內(nèi)存使用每次一個(gè)作業(yè)每次多個(gè)作業(yè)（充分利用內(nèi)存）作業(yè)次序順序，先進(jìn)先出無確定次序q設(shè)在內(nèi)存中有三道程序A、B和C，并按A、B、C的優(yōu)先次序執(zhí)行。其內(nèi)部計(jì)算和I/O操作的時(shí)間如下表所示：q操 作qAqBqCq計(jì)算q30q60q20qI/Oq40q30q40q計(jì)算q10q10q20q

17、 程 序作業(yè)作業(yè)要求： (1)試畫出按多道程序運(yùn)行的時(shí)間關(guān)系圖(調(diào)度程序的執(zhí)行時(shí)間忽略不計(jì))。完成這三道程序共花多少時(shí)間？比單道程序運(yùn)行節(jié)省多少時(shí)間？ (2)若處理調(diào)度程序每次進(jìn)行程序狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間為1 ms，試畫出在處理機(jī)調(diào)度程序管理下各程序狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間關(guān)系圖。q程序程序AqI/Oq計(jì)算計(jì)算30秒秒qI/O40秒秒q計(jì)算計(jì)算60秒秒qtq單道作業(yè)運(yùn)行情況單道作業(yè)運(yùn)行情況q計(jì)算計(jì)算10秒秒q程序程序BqI/O30秒秒q計(jì)算計(jì)算10秒秒qq程序程序Cq程序程序A 80秒秒q程序程序B 100秒秒q程序程序C 80秒秒q總計(jì)總計(jì)260秒秒qI/Oq程序程序Aq程序程序Bq程序程序Cq三道作業(yè)運(yùn)行

18、情況三道作業(yè)運(yùn)行情況q啟動(dòng)盤啟動(dòng)盤q結(jié)束中斷結(jié)束中斷q計(jì)算計(jì)算30秒秒qI/O40秒秒q計(jì)算計(jì)算10秒秒q計(jì)算計(jì)算40秒秒q計(jì)算計(jì)算20秒秒qI/O30秒秒q計(jì)算計(jì)算20秒秒q計(jì)算計(jì)算10秒秒qI/O40秒秒q計(jì)算計(jì)算20秒秒 程序程序操作操作ABC計(jì)算計(jì)算306020I/O403040計(jì)算計(jì)算101020q總計(jì)總計(jì)190秒秒q調(diào)度程序的執(zhí)行時(shí)間不計(jì)調(diào)度程序的執(zhí)行時(shí)間不計(jì)q考慮調(diào)度程序的執(zhí)行時(shí)間為考慮調(diào)度程序的執(zhí)行時(shí)間為1ms1ms？q考慮有考慮有2 2個(gè)個(gè)I/OI/O通道？通道？304010603010204020t260 ms計(jì)算I/O3040t190 msAB40C通道102020301

19、04020(a)(b)3040t180 msAB40C通道110202030104020(c)通道23040t186 msAB40C通道110202030104020(d)通道2111111q 若采用多道方式運(yùn)行(多個(gè)通道)這三道程序，其程序運(yùn)行時(shí)間關(guān)系如圖1.3(c)所示，總運(yùn)行時(shí)間為:30+40+10+20+20+40+20=180 ms，比單道可節(jié)省260180=80 ms。q(2) 若處理調(diào)度程序每次進(jìn)行程序狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間為1 ms，其程序運(yùn)行時(shí)間關(guān)系如圖1.3(d)所示，這三道程序的總運(yùn)行時(shí)間為：30+1+40+1+10+1+20+1+20+1+40+1+20=186 ms。q操作系

20、統(tǒng)發(fā)展過程：操作系統(tǒng)發(fā)展過程：脫機(jī)輸入輸出技術(shù)脫機(jī)輸入輸出技術(shù)人工操作方式人工操作方式批處理技術(shù)批處理技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)無操作系統(tǒng)時(shí)代多道性無序性宏觀上并行，微觀上串行內(nèi)容回顧1.2 操作系統(tǒng)的基本概念完成輸入、存儲、處理、輸出功能的具體設(shè)備完成輸入、存儲、處理、輸出功能的具體設(shè)備控制硬件正確有效地完成各種功能控制硬件正確有效地完成各種功能q計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1.2.1 操作系統(tǒng)的定義q操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)(Operating System，縮寫為，縮寫為OS)就是就是有效地管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種資源，合理地組有效地管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作

21、流程，以方便用戶使用的織計(jì)算機(jī)的工作流程，以方便用戶使用的一組軟一組軟件的集合。件的集合。我們可以從以下我們可以從以下3個(gè)方面來理解操作系統(tǒng)的概念。個(gè)方面來理解操作系統(tǒng)的概念。(1) 當(dāng)程序在系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，需要操作系統(tǒng)對程序運(yùn)當(dāng)程序在系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，需要操作系統(tǒng)對程序運(yùn)行所需要的行所需要的資源進(jìn)行調(diào)度和分配資源進(jìn)行調(diào)度和分配，以保證系統(tǒng)資，以保證系統(tǒng)資源的有效利用。源的有效利用。(2) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)工作流程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)工作流程運(yùn)行次序的協(xié)調(diào)運(yùn)行次序的協(xié)調(diào)也是也是由操作系統(tǒng)來完成的。由操作系統(tǒng)來完成的。(3) 操作系統(tǒng)是一組軟件構(gòu)成的集合，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作系統(tǒng)是一組軟件構(gòu)成的集合，在計(jì)算機(jī)

22、系統(tǒng)中設(shè)置這組軟件的目的在于中設(shè)置這組軟件的目的在于方便用戶方便用戶，使計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)變得更加易于用戶使用。系統(tǒng)變得更加易于用戶使用。我們也可以從以下我們也可以從以下3個(gè)方面來理解操作系統(tǒng)的概念個(gè)方面來理解操作系統(tǒng)的概念(1) 從用戶使用角度來看：從用戶使用角度來看： 既可以直接用命令控制既可以直接用命令控制，也可以通過系統(tǒng)編程調(diào)用。，也可以通過系統(tǒng)編程調(diào)用。(2) 從資源管理角度來看：操作系統(tǒng)提高系統(tǒng)資源利從資源管理角度來看：操作系統(tǒng)提高系統(tǒng)資源利用率。用率。(3) 從發(fā)展的角度來看：操作系統(tǒng)可以是一臺虛擬機(jī)從發(fā)展的角度來看：操作系統(tǒng)可以是一臺虛擬機(jī)，它是計(jì)算機(jī)硬件的首次擴(kuò)充，又是擴(kuò)展

23、。，它是計(jì)算機(jī)硬件的首次擴(kuò)充，又是擴(kuò)展。1.2.2 操作系統(tǒng)的地位q由此可見，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)上對硬由此可見，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)上對硬件進(jìn)行的第一層擴(kuò)充，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最核心件進(jìn)行的第一層擴(kuò)充，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最核心的系統(tǒng)軟件，其他系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件都是在操的系統(tǒng)軟件，其他系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件都是在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的。作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的。應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)其他系統(tǒng)軟件其他系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)硬件硬件最終用戶最終用戶計(jì)算機(jī)系統(tǒng)抽象層次示意圖計(jì)算機(jī)系統(tǒng)抽象層次示意圖1.2.3 操作系統(tǒng)的特征操作系統(tǒng)的特征q1. 并發(fā)性并發(fā)性(Concurrence) q在操作系統(tǒng)

24、中，在操作系統(tǒng)中，并發(fā)是指多個(gè)事件在同一時(shí)間間并發(fā)是指多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。隔內(nèi)發(fā)生。對計(jì)算機(jī)而言，并發(fā)是指在一段時(shí)間對計(jì)算機(jī)而言，并發(fā)是指在一段時(shí)間內(nèi)，多道程序內(nèi)，多道程序“在宏觀上同時(shí)運(yùn)行在宏觀上同時(shí)運(yùn)行”。顯然，多。顯然，多道和并發(fā)是同一個(gè)事物的兩個(gè)方面，道和并發(fā)是同一個(gè)事物的兩個(gè)方面，正是由于多正是由于多道程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)才導(dǎo)致了多個(gè)程序的并發(fā)執(zhí)行道程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)才導(dǎo)致了多個(gè)程序的并發(fā)執(zhí)行。q并行并行是指在兩個(gè)或多個(gè)事件在是指在兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)刻同一時(shí)刻發(fā)生。發(fā)生。q 2. 虛擬性虛擬性(Virtual) 虛擬是指把一個(gè)物理實(shí)體映射為多個(gè)邏輯意義上的實(shí)虛擬是指把一個(gè)物理實(shí)體

25、映射為多個(gè)邏輯意義上的實(shí)體。體。前者是客觀存在的，后者是虛構(gòu)的，是一種感覺性的前者是客觀存在的，后者是虛構(gòu)的，是一種感覺性的存在，即主觀上的一種假象。例如，在多道程序系統(tǒng)中，存在，即主觀上的一種假象。例如，在多道程序系統(tǒng)中，雖然只有一個(gè)雖然只有一個(gè)CPU，每次只能執(zhí)行一道程序，但采用多道，每次只能執(zhí)行一道程序，但采用多道程序技術(shù)后，在一段時(shí)間間隔內(nèi)，宏觀上有多個(gè)程序在運(yùn)程序技術(shù)后，在一段時(shí)間間隔內(nèi)，宏觀上有多個(gè)程序在運(yùn)行。在用戶看來，就好像有多個(gè)行。在用戶看來，就好像有多個(gè)CPU在各自運(yùn)行自己的程在各自運(yùn)行自己的程序。這種情況就是將一個(gè)物理的序。這種情況就是將一個(gè)物理的CPU虛擬為多個(gè)邏輯上的

26、虛擬為多個(gè)邏輯上的CPU。邏輯上的。邏輯上的CPU稱為虛擬處理機(jī)，類似的還有虛擬存稱為虛擬處理機(jī)，類似的還有虛擬存儲器和虛擬設(shè)備等。儲器和虛擬設(shè)備等。 q3. 共享性共享性(Sharing) 操作系統(tǒng)是多道程序的管理機(jī)構(gòu)。它使操作系統(tǒng)是多道程序的管理機(jī)構(gòu)。它使多個(gè)多個(gè)用戶作業(yè)共享有限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源用戶作業(yè)共享有限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源。由于資源。由于資源是共享的，就必然會導(dǎo)致如何在多個(gè)作業(yè)之間合是共享的，就必然會導(dǎo)致如何在多個(gè)作業(yè)之間合理地分配和使用資源，并且如何充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)理地分配和使用資源，并且如何充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的利用效率的問題。從這個(gè)意義上講，系統(tǒng)資源的利用效率的問題。從這個(gè)意義上

27、講，操作系統(tǒng)就是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源管理程序。操作系統(tǒng)就是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源管理程序。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有資源都是共享的，共享分為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有資源都是共享的，共享分為互互斥共享斥共享和和同時(shí)共享同時(shí)共享。q4. 不確定性不確定性(Nondeterministic) 所謂操作系統(tǒng)的不確定性，是指在操作系統(tǒng)所謂操作系統(tǒng)的不確定性，是指在操作系統(tǒng)控制下控制下多道作業(yè)的執(zhí)行順序和每個(gè)作業(yè)的執(zhí)行時(shí)多道作業(yè)的執(zhí)行順序和每個(gè)作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間是不確定的間是不確定的。例如，有三個(gè)作業(yè)，兩次或多次。例如，有三個(gè)作業(yè)，兩次或多次運(yùn)行的執(zhí)行序列可能不相同，每一個(gè)作業(yè)占有計(jì)運(yùn)行的執(zhí)行序列可能不相同，每一個(gè)作業(yè)占有計(jì)算

28、機(jī)的時(shí)間也可能不相同。算機(jī)的時(shí)間也可能不相同。1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能本節(jié)簡單介紹操作系統(tǒng)的五個(gè)主要功能：本節(jié)簡單介紹操作系統(tǒng)的五個(gè)主要功能：1存儲管理（內(nèi)存管理）存儲管理（內(nèi)存管理）2處理機(jī)管理（進(jìn)程管理）處理機(jī)管理（進(jìn)程管理）3設(shè)備管理設(shè)備管理4文件管理文件管理5. 用戶接口用戶接口處理機(jī)管理處理機(jī)管理文件管理文件管理存儲管理存儲管理設(shè)備管理設(shè)備管理操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能存儲管理（內(nèi)存管理）存儲管理（內(nèi)存管理） 存儲管理，實(shí)際上就是內(nèi)存存儲管理，實(shí)際上就是內(nèi)存 管理，提高主存管理，提高主存的利用率。的利用率。 存儲管理應(yīng)該具備以下功能：存儲

29、管理應(yīng)該具備以下功能： 內(nèi)存分配內(nèi)存分配 內(nèi)存保護(hù)內(nèi)存保護(hù) 內(nèi)存映射內(nèi)存映射 內(nèi)存擴(kuò)充內(nèi)存擴(kuò)充1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能存儲管理（內(nèi)存管理）存儲管理（內(nèi)存管理）1 內(nèi)存分配內(nèi)存分配1.內(nèi)存分配的任務(wù)內(nèi)存分配的任務(wù) 內(nèi)存分配的主要任務(wù)是為每道程序分配內(nèi)存空間，使它們各得其內(nèi)存分配的主要任務(wù)是為每道程序分配內(nèi)存空間，使它們各得其所，提高存儲器的利用率，以減小不可用的內(nèi)存空間，允許正在運(yùn)行所，提高存儲器的利用率，以減小不可用的內(nèi)存空間，允許正在運(yùn)行的程序申請附加的內(nèi)存空間，以適應(yīng)和數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)增長的需要。的程序申請附加的內(nèi)存空間，以適應(yīng)和數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)增長的需要。 1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作

30、系統(tǒng)的功能存儲管理（內(nèi)存管理）存儲管理（內(nèi)存管理）1 內(nèi)存分配內(nèi)存分配2.內(nèi)存分配的兩種方式內(nèi)存分配的兩種方式（1） 靜態(tài)的分配方式靜態(tài)的分配方式（2） 動(dòng)態(tài)的分配方式動(dòng)態(tài)的分配方式1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能存儲管理（內(nèi)存管理）存儲管理（內(nèi)存管理）1 內(nèi)存分配內(nèi)存分配3.內(nèi)存分配功能的實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配功能的實(shí)現(xiàn)為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配，需要以下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能。為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配，需要以下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能。1） 內(nèi)存分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)存空間的使內(nèi)存分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)存空間的使用情況，作為內(nèi)存分配的依據(jù)。用情況，作為內(nèi)存分配的依據(jù)。2）內(nèi)存分配功能）內(nèi)存分配功能: 系統(tǒng)按照一定的

31、內(nèi)存分配算法為系統(tǒng)按照一定的內(nèi)存分配算法為用戶程序分配內(nèi)存。用戶程序分配內(nèi)存。3）內(nèi)存回收功能：系統(tǒng)對用戶不再需要的內(nèi)存，）內(nèi)存回收功能：系統(tǒng)對用戶不再需要的內(nèi)存，通過用戶的釋放請求，去完成系統(tǒng)的回收功能。通過用戶的釋放請求，去完成系統(tǒng)的回收功能。1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能存儲管理（內(nèi)存管理）存儲管理（內(nèi)存管理）二二. 內(nèi)存保護(hù)內(nèi)存保護(hù)1.內(nèi)存保護(hù)的任務(wù)：內(nèi)存保護(hù)的任務(wù)： 是確保每道用戶程序都在自己的內(nèi)存空間中是確保每道用戶程序都在自己的內(nèi)存空間中運(yùn)行，互相不干擾。運(yùn)行，互相不干擾。2.內(nèi)存保護(hù)的實(shí)現(xiàn)：內(nèi)存保護(hù)的實(shí)現(xiàn)： 設(shè)置兩個(gè)界限寄存器，分別存放正在執(zhí)行程設(shè)置兩個(gè)界限寄存器，分

32、別存放正在執(zhí)行程序的上界和下界，以便對程序進(jìn)行越界檢查。序的上界和下界，以便對程序進(jìn)行越界檢查。1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能存儲管理（內(nèi)存管理）存儲管理（內(nèi)存管理）三三. 地址映射地址映射1.相對地址與物理地址：相對地址與物理地址： 一個(gè)應(yīng)用程序經(jīng)編譯之后，通常會形成若干一個(gè)應(yīng)用程序經(jīng)編譯之后，通常會形成若干個(gè)目標(biāo)程序，這些目標(biāo)程序再經(jīng)過鏈接而形成可個(gè)目標(biāo)程序，這些目標(biāo)程序再經(jīng)過鏈接而形成可裝入程序。這些程序的地址都是從裝入程序。這些程序的地址都是從0開始，程序中開始，程序中的其他地址都是相對起始地址計(jì)算的；由這些地的其他地址都是相對起始地址計(jì)算的；由這些地址所形成的地址范圍稱為址

33、所形成的地址范圍稱為“地址空間地址空間”，其形成，其形成的地址稱為的地址稱為“邏輯地址邏輯地址”或者相對地址。此外，或者相對地址。此外，由內(nèi)存中的一系列單元所限定的地址范圍稱為由內(nèi)存中的一系列單元所限定的地址范圍稱為“內(nèi)存空間內(nèi)存空間”，其中的地址稱為，其中的地址稱為“物理地址物理地址”。1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能存儲管理（內(nèi)存管理）存儲管理（內(nèi)存管理）三三. 地址映射地址映射2.地址映射地址映射 ： 在多道程序環(huán)境下，在多道程序環(huán)境下，地址空間中的邏輯地址地址空間中的邏輯地址和內(nèi)存中的物理地址是不可能一致的和內(nèi)存中的物理地址是不可能一致的。因此，存。因此，存儲器管理必須提供地址

34、映射功能，以將地址空間儲器管理必須提供地址映射功能，以將地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對應(yīng)的物理中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對應(yīng)的物理地址。地址映射應(yīng)在硬件的支持下完成。地址。地址映射應(yīng)在硬件的支持下完成。1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能存儲管理（內(nèi)存管理）存儲管理（內(nèi)存管理）三三. 內(nèi)存擴(kuò)充內(nèi)存擴(kuò)充1.內(nèi)存擴(kuò)充內(nèi)存擴(kuò)充 ： 內(nèi)存擴(kuò)充的任務(wù)是借助于虛擬存儲技內(nèi)存擴(kuò)充的任務(wù)是借助于虛擬存儲技術(shù)，從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使得系統(tǒng)能夠提供術(shù)，從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使得系統(tǒng)能夠提供比物理內(nèi)存大的容量。比物理內(nèi)存大的容量。2. 為了從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存，系統(tǒng)必須具有內(nèi)存擴(kuò)充為了從邏輯上擴(kuò)

35、充內(nèi)存，系統(tǒng)必須具有內(nèi)存擴(kuò)充機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)下述功能：機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)下述功能： 請求調(diào)入功能請求調(diào)入功能 置換功能置換功能1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能處理機(jī)管理（進(jìn)程管理）處理機(jī)管理（進(jìn)程管理） 處理機(jī)管理的主要任務(wù)，是對處理機(jī)進(jìn)行分處理機(jī)管理的主要任務(wù)，是對處理機(jī)進(jìn)行分配，并對其運(yùn)行進(jìn)行有效的控制和管理。配，并對其運(yùn)行進(jìn)行有效的控制和管理。一一. 進(jìn)程控制：進(jìn)程控制： 創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷進(jìn)程二二. 進(jìn)程同步：進(jìn)程同步： 1. 共享資源的進(jìn)程以互斥的方式訪問臨界資源。共享資源的進(jìn)程以互斥的方式訪問臨界資源。 2. 相互合作的進(jìn)程之間能以正確的順序相互推進(jìn)。相互合作的進(jìn)程之間

36、能以正確的順序相互推進(jìn)。三三. 進(jìn)程通信進(jìn)程通信四四. 進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度 進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度- 分配處理機(jī)分配處理機(jī)1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能設(shè)備管理功能設(shè)備管理功能 設(shè)備管理主要完成用戶的設(shè)備管理主要完成用戶的I/O請求，為用戶分請求，為用戶分配配I/O設(shè)備設(shè)備.為了完成這些任務(wù)，設(shè)備管理應(yīng)該具為了完成這些任務(wù)，設(shè)備管理應(yīng)該具備以下功能。備以下功能。一一. 緩沖管理緩沖管理： 管理各種緩沖區(qū)管理各種緩沖區(qū)二二. 設(shè)備分配設(shè)備分配：分配用戶：分配用戶I/O所需要的設(shè)備所需要的設(shè)備三三.設(shè)備處理設(shè)備處理：由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)：由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備控與設(shè)備控制器之間的通信。

37、制器之間的通信。四四. 設(shè)備獨(dú)立性和虛擬設(shè)備設(shè)備獨(dú)立性和虛擬設(shè)備。1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能文件管理功能文件管理功能 文件管理實(shí)際上就是使用戶對文件進(jìn)行按名字存文件管理實(shí)際上就是使用戶對文件進(jìn)行按名字存取。取。 一一. 文件存儲空間管理：分配存儲空間，回收存儲文件存儲空間管理：分配存儲空間，回收存儲空間。空間。 二二. 目錄管理：為每個(gè)文件建立目錄項(xiàng)（包括文件目錄管理：為每個(gè)文件建立目錄項(xiàng)（包括文件名，文件屬性，文件在磁盤上的物理位置等信息名，文件屬性，文件在磁盤上的物理位置等信息），并對眾多目錄項(xiàng)進(jìn)行有效組織。），并對眾多目錄項(xiàng)進(jìn)行有效組織。 三三.文件讀寫管理。文件讀寫管理。

38、 四四. 文件存取控制。文件存取控制。1.2.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能用戶接口用戶接口 OS為用戶提供相應(yīng)的接口，通過這些接口達(dá)到為用戶提供相應(yīng)的接口，通過這些接口達(dá)到方便用戶使用計(jì)算機(jī)的目的。方便用戶使用計(jì)算機(jī)的目的。 一一. 命令接口命令接口 二二. 程序接口程序接口 三三. 圖形接口圖形接口1.2.5 操作系統(tǒng)的基本類型操作系統(tǒng)的基本類型q1. 1. 批處理系統(tǒng)批處理系統(tǒng) 批處理系統(tǒng)也稱為作業(yè)流處理系統(tǒng)，主要用在批處理系統(tǒng)也稱為作業(yè)流處理系統(tǒng)，主要用在科學(xué)計(jì)算的大中型機(jī)科學(xué)計(jì)算的大中型機(jī)上。它的特點(diǎn)是采用脫機(jī)技上。它的特點(diǎn)是采用脫機(jī)技術(shù)將眾多的作業(yè)送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，然后由批處理術(shù)將

39、眾多的作業(yè)送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，然后由批處理系統(tǒng)按批選擇作業(yè)進(jìn)行處理。在作業(yè)處理的過程系統(tǒng)按批選擇作業(yè)進(jìn)行處理。在作業(yè)處理的過程中不需要用戶的控制和干預(yù)，它所追求的目標(biāo)是中不需要用戶的控制和干預(yù)，它所追求的目標(biāo)是系統(tǒng)吞吐量大系統(tǒng)吞吐量大，作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間短，資源使用效率，作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間短，資源使用效率高等。批處理系統(tǒng)可以分為單道批處理、多道批高等。批處理系統(tǒng)可以分為單道批處理、多道批處理。處理。 1.2.5 操作系統(tǒng)的基本類型操作系統(tǒng)的基本類型q1. 1. 批處理系統(tǒng)批處理系統(tǒng) 1).1).單道批處理操作系統(tǒng)：單道批處理操作系統(tǒng)： 單道批處理操作系統(tǒng)是早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中配置的一種操作系統(tǒng)類型. a.作業(yè)依

40、照在外存中排定的順序依次進(jìn)入系統(tǒng)，不需要作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。 b. 內(nèi)存中僅有一道作業(yè)在運(yùn)行 c.作業(yè)完成次序依賴于進(jìn)入系統(tǒng)的次序，即按順序進(jìn)行。 1.2.5 操作系統(tǒng)的基本類型操作系統(tǒng)的基本類型q1. 1. 批處理系統(tǒng)批處理系統(tǒng) 1).1).多道批處理操作系統(tǒng)：多道批處理操作系統(tǒng)： 多道批處理操作系統(tǒng)是結(jié)合多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的批處理系統(tǒng)具有如下特征。 a.作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)并執(zhí)行需要經(jīng)過二次調(diào)度，即作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度 b.內(nèi)存中可同時(shí)駐留多道作業(yè)，這些作業(yè)的運(yùn)行，在宏觀上并行，微觀上串行。 c.作業(yè)完成次序與進(jìn)入系統(tǒng)的次序無關(guān)。2.2.分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)1 1）分時(shí)系統(tǒng)的產(chǎn)生：）分時(shí)系統(tǒng)的產(chǎn)生：q 人

41、機(jī)交互q 共享主機(jī)q 便于用戶上機(jī)主機(jī)主機(jī)終終端端多個(gè)用戶分享同一臺計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的CPU時(shí)間被劃分為時(shí)間片，時(shí)間片輪流分配給多個(gè)用戶，使每個(gè)用戶的感覺如同自己獨(dú)占計(jì)算機(jī)q2 2）分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵問題）分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵問題q及時(shí)接收及時(shí)接收：及時(shí)接收用戶的命令或數(shù)據(jù)，解：及時(shí)接收用戶的命令或數(shù)據(jù)，解決辦法是配置多路卡。決辦法是配置多路卡。q及時(shí)處理及時(shí)處理：及時(shí)處理用戶命令，應(yīng)該使所有：及時(shí)處理用戶命令，應(yīng)該使所有的用戶作業(yè)都直接進(jìn)入內(nèi)存；在很短的時(shí)間的用戶作業(yè)都直接進(jìn)入內(nèi)存；在很短的時(shí)間內(nèi)使每個(gè)作業(yè)都運(yùn)行一次。內(nèi)使每個(gè)作業(yè)都運(yùn)行一次。q3 3）分時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)）分時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)q同時(shí)性同時(shí)

42、性：若干用戶同時(shí)操作，共同使用系統(tǒng)：若干用戶同時(shí)操作，共同使用系統(tǒng)同一資源同一資源q獨(dú)立性獨(dú)立性：用戶在各自的終端上工作互不干擾：用戶在各自的終端上工作互不干擾q及時(shí)性及時(shí)性：用戶的請求能得到及時(shí)響應(yīng)：用戶的請求能得到及時(shí)響應(yīng)q交互性交互性：系統(tǒng)以對話方式為各個(gè)終端用戶服：系統(tǒng)以對話方式為各個(gè)終端用戶服務(wù)務(wù)q3. 3. 實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng) 實(shí)時(shí)系統(tǒng)一般總是以專用系統(tǒng)的身份出現(xiàn)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)一般總是以專用系統(tǒng)的身份出現(xiàn)，可分為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)兩種可分為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)兩種類型。類型。 a. a.實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)如：火炮的自動(dòng)控制系統(tǒng)、飛機(jī)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)如：火炮的自動(dòng)

43、控制系統(tǒng)、飛機(jī)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，以及導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)等，以及導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)等 b.b.實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng) 如：如：飛機(jī)訂票系統(tǒng)及情報(bào)檢索系統(tǒng)等：飛機(jī)訂票系統(tǒng)及情報(bào)檢索系統(tǒng)等 q4. 4. 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 簡單地說，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)就是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境簡單地說，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)就是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有網(wǎng)絡(luò)功能的操作系統(tǒng)。下具有網(wǎng)絡(luò)功能的操作系統(tǒng)。q5. 5. 分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng) 分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)( (簡稱分布式系統(tǒng)簡稱分布式系統(tǒng)) )是由多臺計(jì)是由多臺計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)。算機(jī)組成的系統(tǒng)。 無序模塊式：無序模塊式： 早期的OS大多采用無序模塊結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。無

44、序模塊結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng),模塊之間可以直接相互調(diào)用,其內(nèi)部的運(yùn)行是并行的. 1.3操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)q分層次結(jié)構(gòu)分層次結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)法將操作系統(tǒng)的模塊分成多個(gè)層次，各層次之間是單向依賴關(guān)系。單向依賴關(guān)系是只允許上層模塊調(diào)用下層模塊，不能反向調(diào)用。操作系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)圖 q客戶客戶/服務(wù)器模型服務(wù)器模型 采用客戶服務(wù)器模型構(gòu)造的操作系統(tǒng)的基本思想是把操作系統(tǒng)劃分為若干進(jìn)程，其中每個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的一套服務(wù) 功能 。例如文件服務(wù)、進(jìn)程服務(wù)、處理機(jī)調(diào)度服務(wù)及存儲服務(wù)等。每一個(gè)服務(wù)對應(yīng)一個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器都運(yùn)行在用戶態(tài)，并執(zhí)行一個(gè)循環(huán)，在執(zhí)行循環(huán)過程中不斷檢查是否有客戶請求該服務(wù)器提供的某種服務(wù)?？蛻?服務(wù)器操作系統(tǒng)q客戶客戶/服務(wù)器模型服務(wù)器模型在這種模型中，內(nèi)核只執(zhí)行很少的任務(wù)，稱為微核或微內(nèi)核。采用客戶 服務(wù)器模型的好處有如下幾點(diǎn)。1）簡化操作系統(tǒng)核心。可以把很多功能作為獨(dú)立的服務(wù)器進(jìn)程移出