第1章操作系統(tǒng)的類(lèi)型和功能

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)Operating SystemOperating System大理學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院大理學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院硬件教研室硬件教研室 趙貴文趙貴文使用教材使用教材張堯?qū)W張堯?qū)W 史美林史美林等等 編著編著計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程（第（第3 3版）版）清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社2006.102006.10序序 言言本章是對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的一個(gè)概述，本章是對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的一個(gè)概述，主要介紹有關(guān)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的一些基本主要介紹有關(guān)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的一些基本概念，操作系統(tǒng)的形成及發(fā)展過(guò)程，操作概念，操作系統(tǒng)的形成及發(fā)展過(guò)程，操作系統(tǒng)的分類(lèi)，操作系統(tǒng)的功能及幾種常

2、用系統(tǒng)的分類(lèi)，操作系統(tǒng)的功能及幾種常用操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)（DOSDOS、WINDOWSWINDOWS，UNIXUNIX、LINUXLINUX）的歷史簡(jiǎn)介。的歷史簡(jiǎn)介。1.1 什么是操作系統(tǒng)什么是操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件和和計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件兩部?jī)刹糠纸M成。分組成。計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件中央處理單元中央處理單元CPUCPU存儲(chǔ)器（存儲(chǔ)器（memory,store,storagememory,store,storage）外圍設(shè)備（外圍設(shè)備（peripheral devicesperipheral devices）計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)軟

3、件（系統(tǒng)軟件（system softwaresystem software）應(yīng)用軟件（應(yīng)用軟件（application softwareapplication software）1.1 什么是操作系統(tǒng)什么是操作系統(tǒng)1.1 什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件，它是這樣一些程序模塊的集合它是這樣一些程序模塊的集合它們它們管理管理和和控制控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件及軟件資源硬件及軟件資源，合，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，以便有效地利用理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，以便有效地利用這些資源為用戶(hù)提供一個(gè)功能強(qiáng)大、使用方這些

4、資源為用戶(hù)提供一個(gè)功能強(qiáng)大、使用方便和可擴(kuò)展的工作環(huán)境，從而在計(jì)算機(jī)與其便和可擴(kuò)展的工作環(huán)境，從而在計(jì)算機(jī)與其用戶(hù)之間起到接口的作用。用戶(hù)之間起到接口的作用。 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是方便用戶(hù)管理和控制計(jì)算計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是方便用戶(hù)管理和控制計(jì)算機(jī)軟硬件資源的系統(tǒng)軟件（或程序集合）。機(jī)軟硬件資源的系統(tǒng)軟件（或程序集合）。1.1.1操作系統(tǒng)在軟操作系統(tǒng)在軟硬件層次中的地位硬件層次中的地位3 3、從不同的角度理解操作系統(tǒng)、從不同的角度理解操作系統(tǒng)從人機(jī)交互的角度從人機(jī)交互的角度從管理者的角度從管理者的角度從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度從本課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)的角度從本課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)的角度1.1.1操

5、作系統(tǒng)在軟操作系統(tǒng)在軟硬件層次中的地位硬件層次中的地位1.1.2 1.1.2 操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)包括操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)包括用戶(hù)觀點(diǎn)用戶(hù)觀點(diǎn)和和資源資源兩方面。兩方面。即一方面要面向用戶(hù)服務(wù)；另一方面即一方面要面向用戶(hù)服務(wù)；另一方面還要充分利用計(jì)算機(jī)的軟硬件資源。還要充分利用計(jì)算機(jī)的軟硬件資源。1.2 操作系統(tǒng)的形成和五大類(lèi)型操作系統(tǒng)的形成和五大類(lèi)型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展而逐步形成和發(fā)展起來(lái)的，早期的計(jì)算機(jī)展而逐步形成和發(fā)展起來(lái)的，早期的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)（6060年代以前）是以年代以前）是以串行批處理串行

6、批處理的的方式進(jìn)行工作的；方式進(jìn)行工作的；6060年代中后期由于年代中后期由于中斷中斷、通道通道技術(shù)的出現(xiàn)，使得技術(shù)的出現(xiàn)，使得并行處理并行處理成為可能，成為可能，這為分時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)奠定了基這為分時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。礎(chǔ)。8080年代后，由于年代后，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，網(wǎng)的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及分布式操作系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)。絡(luò)操作系統(tǒng)及分布式操作系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)。1.2.1 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的形成計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的形成第一代計(jì)算機(jī)（第一代計(jì)算機(jī)（1945195519451955）：）：電子管和手電子管和手工操作工操作特點(diǎn)特點(diǎn)：運(yùn)算速度慢，體積龐大。運(yùn)算速度慢，體積龐大。這

7、一階段是手工操作，無(wú)操作系統(tǒng)。這一階段是手工操作，無(wú)操作系統(tǒng)。第二代計(jì)算機(jī)（第二代計(jì)算機(jī)（1955196519551965）：）：晶體管和批晶體管和批處理系統(tǒng)處理系統(tǒng)為了提高計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化程度，人們研制為了提高計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化程度，人們研制了監(jiān)督程序，由該程序自動(dòng)依次處理一系列了監(jiān)督程序，由該程序自動(dòng)依次處理一系列任務(wù)，于是進(jìn)入了任務(wù)，于是進(jìn)入了“單道批處理階段單道批處理階段”。該。該階段可分為以下三個(gè)時(shí)期。階段可分為以下三個(gè)時(shí)期。第二代計(jì)算機(jī)第二代計(jì)算機(jī)1、聯(lián)機(jī)批處理系統(tǒng)、聯(lián)機(jī)批處理系統(tǒng)（1）工作方式（如圖）工作方式（如圖） （2）系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)）系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)提高了計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化程度，減少了人工干提

8、高了計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化程度，減少了人工干預(yù)。預(yù)。（3）系統(tǒng)的缺點(diǎn)）系統(tǒng)的缺點(diǎn) 快速的快速的CPU和慢速的和慢速的I/O 設(shè)備之間產(chǎn)生矛設(shè)備之間產(chǎn)生矛盾，造成盾，造成CPU資源的浪費(fèi)。資源的浪費(fèi)。 讀卡機(jī)讀卡機(jī)主主 機(jī)機(jī) 打印機(jī)打印機(jī)第二代計(jì)算機(jī)第二代計(jì)算機(jī)2、脫機(jī)批處理系統(tǒng)、脫機(jī)批處理系統(tǒng)（1）工作方式）工作方式 如圖如圖 圖圖1-2 脫機(jī)批處理系統(tǒng)工作方式示意圖脫機(jī)批處理系統(tǒng)工作方式示意圖 （2）系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)）系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)緩解了緩解了CPU與與I/O設(shè)備之間的矛盾，提高了設(shè)備之間的矛盾，提高了CPU的資的資源利用率。源利用率。（3）系統(tǒng)缺點(diǎn)）系統(tǒng)缺點(diǎn)CPU與外圍計(jì)算機(jī)完全隔離，可能造成系統(tǒng)與外圍計(jì)算機(jī)完

9、全隔離，可能造成系統(tǒng)“死機(jī)。死機(jī)。讀卡機(jī)讀卡機(jī)打印機(jī)打印機(jī)衛(wèi)星機(jī)衛(wèi)星機(jī)輸入輸入帶帶輸出輸出帶帶主主 機(jī)機(jī)第二代計(jì)算機(jī)第二代計(jì)算機(jī)3、執(zhí)行系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)（1）工作方式）工作方式系統(tǒng)的構(gòu)架同于聯(lián)機(jī)批處理方式，但通道和中斷技系統(tǒng)的構(gòu)架同于聯(lián)機(jī)批處理方式，但通道和中斷技術(shù)的引進(jìn)，使術(shù)的引進(jìn)，使CPU和和I/O設(shè)備，設(shè)備，CPU和通道的并行操作和通道的并行操作成為現(xiàn)實(shí)。成為現(xiàn)實(shí)。(如圖如圖)（2）系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)）系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)克服了聯(lián)機(jī)批處理系統(tǒng)和脫機(jī)批處理系統(tǒng)的缺點(diǎn)克服了聯(lián)機(jī)批處理系統(tǒng)和脫機(jī)批處理系統(tǒng)的缺點(diǎn)（3）系統(tǒng)缺點(diǎn)）系統(tǒng)缺點(diǎn)作業(yè)的處理仍然是串行的。作業(yè)的處理仍然是串行的。輸入設(shè)備輸入設(shè)備CPUCPU存儲(chǔ)器存

10、儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸出設(shè)備通道通道通道通道1.2.1 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的形成計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的形成第三代計(jì)算機(jī)（第三代計(jì)算機(jī)（1965-19801965-1980）：）：集成電路芯片和多集成電路芯片和多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)道程序設(shè)計(jì)技術(shù)這一階段操作系統(tǒng)初步形成并逐步完善，形成這一階段操作系統(tǒng)初步形成并逐步完善，形成了三種基本的操作系統(tǒng)：多道批處理系統(tǒng)，分時(shí)操了三種基本的操作系統(tǒng)：多道批處理系統(tǒng)，分時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。第四代計(jì)算機(jī)（第四代計(jì)算機(jī)（1980199019801990）：）：大規(guī)模集成電路芯大規(guī)模集成電路芯片和傳統(tǒng)操作系統(tǒng)。片和傳統(tǒng)操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)向著改變用戶(hù)界面，方便用

11、戶(hù)的方向操作系統(tǒng)向著改變用戶(hù)界面，方便用戶(hù)的方向發(fā)展。發(fā)展。第五代計(jì)算機(jī)（第五代計(jì)算機(jī)（1990-1990-）超大規(guī)模集成電路和網(wǎng)絡(luò)超大規(guī)模集成電路和網(wǎng)絡(luò)及分步式操作系統(tǒng)。及分步式操作系統(tǒng)。1.2.2操作系統(tǒng)的五大類(lèi)型操作系統(tǒng)的五大類(lèi)型現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)分為現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)分為批處理操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)（batch processing operating systembatch processing operating system）；）；分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)（time sharing operating systemtime sharing operating system）；

12、）；實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（real time operating systemreal time operating system）；）；網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（network operating systemnetwork operating system）；）；分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)（distributed operating systemdistributed operating system）；）；操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史人們通常按照人們通常按照器件工藝的演變器件工藝的演變把計(jì)算機(jī)發(fā)展過(guò)程分為四把計(jì)算機(jī)發(fā)展過(guò)程分為四個(gè)階段。個(gè)階段。19461946年年5050年代末：年

13、代末：第一代，電子管時(shí)代，無(wú)操作系統(tǒng)。第一代，電子管時(shí)代，無(wú)操作系統(tǒng)。5050年代末年代末6060年代中期：年代中期：第二代，晶體管時(shí)代，批處理系統(tǒng)。第二代，晶體管時(shí)代，批處理系統(tǒng)。6060年代中期年代中期7070年代中期：年代中期：第三代，集成電路時(shí)代，多道程序設(shè)計(jì)。第三代，集成電路時(shí)代，多道程序設(shè)計(jì)。7070年代中期至今：年代中期至今：第四代，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路時(shí)代，分時(shí)系第四代，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路時(shí)代，分時(shí)系統(tǒng)。統(tǒng)。操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史手工操作階段手工操作階段工作過(guò)程：工作過(guò)程：將程序紙帶或卡片裝到輸入機(jī)上將程序紙帶或卡片裝到輸入機(jī)上; ;啟動(dòng)輸入機(jī)將程序和數(shù)據(jù)送入計(jì)

14、算機(jī)啟動(dòng)輸入機(jī)將程序和數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī); ;利用控制臺(tái)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)程序執(zhí)行，并監(jiān)視和控利用控制臺(tái)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)程序執(zhí)行，并監(jiān)視和控制其執(zhí)行情況制其執(zhí)行情況; ;計(jì)算結(jié)束后，用戶(hù)取走打印出來(lái)的結(jié)果，并計(jì)算結(jié)束后，用戶(hù)取走打印出來(lái)的結(jié)果，并卸下紙帶或卡片卸下紙帶或卡片; ;整個(gè)過(guò)程完全在整個(gè)過(guò)程完全在“人工干預(yù)人工干預(yù)”下進(jìn)行。下進(jìn)行。特點(diǎn)：特點(diǎn)：浪費(fèi)資源，使用不便浪費(fèi)資源，使用不便操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史早期批處理早期批處理(batch processing)(batch processing)如上所述，在計(jì)算機(jī)發(fā)展的早期階段，由于如上所述，在計(jì)算機(jī)發(fā)展的早期階段，由于沒(méi)有任何用于管理的軟件，所有的運(yùn)行

15、管理和沒(méi)有任何用于管理的軟件，所有的運(yùn)行管理和具體操作都由用戶(hù)自己承擔(dān)。作業(yè)由許多作業(yè)具體操作都由用戶(hù)自己承擔(dān)。作業(yè)由許多作業(yè)步組成，任何一步的錯(cuò)誤操作都可能導(dǎo)致該作步組成，任何一步的錯(cuò)誤操作都可能導(dǎo)致該作業(yè)從頭開(kāi)始。當(dāng)時(shí)，計(jì)算機(jī)極其昂貴，計(jì)算機(jī)業(yè)從頭開(kāi)始。當(dāng)時(shí)，計(jì)算機(jī)極其昂貴，計(jì)算機(jī)(CPU)(CPU)的時(shí)間非常寶貴，盡可能提高的時(shí)間非常寶貴，盡可能提高CPUCPU的利用的利用率成為十分迫切的任務(wù)。率成為十分迫切的任務(wù)。操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史早期的批處理可分為兩種方式。早期的批處理可分為兩種方式。1. 1. 聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī)批處理批處理2. 2. 脫機(jī)脫機(jī)批處理批處理操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷

16、史1. 1. 聯(lián)機(jī)批處理聯(lián)機(jī)批處理慢速的輸入輸出慢速的輸入輸出(I/O)(I/O)設(shè)備是和主機(jī)直接相連。作設(shè)備是和主機(jī)直接相連。作業(yè)的執(zhí)行過(guò)程為業(yè)的執(zhí)行過(guò)程為: :(1)(1)用戶(hù)提交作業(yè)：作業(yè)程序、數(shù)據(jù)，用作業(yè)控制語(yǔ)用戶(hù)提交作業(yè)：作業(yè)程序、數(shù)據(jù)，用作業(yè)控制語(yǔ)言編寫(xiě)的作業(yè)說(shuō)明書(shū)；言編寫(xiě)的作業(yè)說(shuō)明書(shū)；(2)(2)作業(yè)被作成穿孔紙帶或卡片；作業(yè)被作成穿孔紙帶或卡片；(3)(3)操作員有選擇地把若干作業(yè)合成一批，通過(guò)輸入操作員有選擇地把若干作業(yè)合成一批，通過(guò)輸入設(shè)備設(shè)備( (紙帶輸入機(jī)或讀卡機(jī)紙帶輸入機(jī)或讀卡機(jī)) ) 把它們存入磁帶；把它們存入磁帶；(4)(4)監(jiān)督程序讀入一個(gè)作業(yè)監(jiān)督程序讀入一個(gè)作

17、業(yè)( (若系統(tǒng)資源能滿(mǎn)足該作若系統(tǒng)資源能滿(mǎn)足該作業(yè)要求業(yè)要求) )；操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史1. 1. 聯(lián)機(jī)批處理聯(lián)機(jī)批處理(5) (5) 從磁帶調(diào)入?yún)R編程序或編譯程序，將用戶(hù)作業(yè)源從磁帶調(diào)入?yún)R編程序或編譯程序，將用戶(hù)作業(yè)源程序翻譯成目標(biāo)代碼；程序翻譯成目標(biāo)代碼；(6) (6) 連接裝配程序把編譯后的目標(biāo)代碼及所需的子程連接裝配程序把編譯后的目標(biāo)代碼及所需的子程序裝配成一個(gè)可執(zhí)行程序；序裝配成一個(gè)可執(zhí)行程序；(7) (7) 啟動(dòng)執(zhí)行；啟動(dòng)執(zhí)行；(8) (8) 執(zhí)行完畢，由善后處理程序輸出計(jì)算結(jié)果；執(zhí)行完畢，由善后處理程序輸出計(jì)算結(jié)果；(9) (9) 再讀入一個(gè)作業(yè)，重復(fù)再讀入一個(gè)作業(yè)，重復(fù)

18、(5)(9)(5)(9)各步；各步；(10) (10) 一批作業(yè)完成，返回到一批作業(yè)完成，返回到(3)(3)，處理下一批作業(yè)。，處理下一批作業(yè)。操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史2. 脫機(jī)批處理脫機(jī)批處理這種方式的顯著特征是增加一臺(tái)不與主機(jī)直這種方式的顯著特征是增加一臺(tái)不與主機(jī)直接相連而專(zhuān)門(mén)用于與輸入輸出設(shè)備打交道的衛(wèi)接相連而專(zhuān)門(mén)用于與輸入輸出設(shè)備打交道的衛(wèi)星機(jī)。如圖所示。星機(jī)。如圖所示。早期脫機(jī)批處理模型圖早期脫機(jī)批處理模型圖操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史批處理出現(xiàn)于批處理出現(xiàn)于2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代末到年代末到6060年代初。它的出現(xiàn)促年代初。它的出現(xiàn)促使了軟件的發(fā)展。再有重要的是使了軟件的

19、發(fā)展。再有重要的是監(jiān)督程序監(jiān)督程序，它管理作業(yè)，它管理作業(yè)的運(yùn)行的運(yùn)行負(fù)責(zé)裝入和運(yùn)行各種系統(tǒng)處理程序，如匯編負(fù)責(zé)裝入和運(yùn)行各種系統(tǒng)處理程序，如匯編程序、編譯程序、連接裝配程序、程序庫(kù)程序、編譯程序、連接裝配程序、程序庫(kù)( (如輸入輸出如輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)程序等標(biāo)準(zhǔn)程序等););完成作業(yè)的自動(dòng)過(guò)渡，同時(shí)也出現(xiàn)程序覆完成作業(yè)的自動(dòng)過(guò)渡，同時(shí)也出現(xiàn)程序覆蓋等程序設(shè)計(jì)技術(shù)。蓋等程序設(shè)計(jì)技術(shù)。在進(jìn)行批處理過(guò)程中，監(jiān)督程序、系統(tǒng)程序和用戶(hù)程序在進(jìn)行批處理過(guò)程中，監(jiān)督程序、系統(tǒng)程序和用戶(hù)程序之間存在著一種調(diào)用關(guān)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題，整個(gè)之間存在著一種調(diào)用關(guān)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)停頓系統(tǒng)都會(huì)停頓;

20、; 用戶(hù)程序也可能會(huì)破壞監(jiān)督程序和系統(tǒng)用戶(hù)程序也可能會(huì)破壞監(jiān)督程序和系統(tǒng)程序，這時(shí)，只有操作員進(jìn)行干預(yù)才能恢復(fù)。程序，這時(shí)，只有操作員進(jìn)行干預(yù)才能恢復(fù)。2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代初期，硬件獲得了兩方面年代初期，硬件獲得了兩方面( (即即通道通道和和中斷中斷技術(shù)技術(shù)) )的進(jìn)的進(jìn)展，導(dǎo)致操作系統(tǒng)進(jìn)入展，導(dǎo)致操作系統(tǒng)進(jìn)入執(zhí)行系統(tǒng)階段執(zhí)行系統(tǒng)階段。操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史許多成功的批處理系統(tǒng)在許多成功的批處理系統(tǒng)在20世紀(jì)世紀(jì)50年代末和年代末和60年代初年代初出現(xiàn)，典型的操作系統(tǒng)是出現(xiàn)，典型的操作系統(tǒng)是FMS即即FORTRAN監(jiān)督系統(tǒng)和監(jiān)督系統(tǒng)和IBM/7094機(jī)上的機(jī)上的IBM操作系統(tǒng)操作

21、系統(tǒng)IBSYS。執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了主機(jī)、通道和輸入輸出設(shè)備的并行操作，提高了了主機(jī)、通道和輸入輸出設(shè)備的并行操作，提高了系統(tǒng)系統(tǒng)效率效率，方便用戶(hù)對(duì)輸入輸出設(shè)備的使用。但是，這時(shí)計(jì)，方便用戶(hù)對(duì)輸入輸出設(shè)備的使用。但是，這時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的特征是算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的特征是單道順序單道順序地處理作業(yè)，即用戶(hù)作地處理作業(yè)，即用戶(hù)作業(yè)仍然是一道一道作業(yè)順序處理。那么可能會(huì)出現(xiàn)兩種業(yè)仍然是一道一道作業(yè)順序處理。那么可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況：對(duì)于以計(jì)算為主的作業(yè)，輸入輸出量少，外圍設(shè)情況：對(duì)于以計(jì)算為主的作業(yè)，輸入輸出量少，外圍設(shè)備空閑備空閑;然而對(duì)于以輸入輸出為主的作業(yè)，又會(huì)造成主機(jī)然而對(duì)于以輸入輸出為主

22、的作業(yè)，又會(huì)造成主機(jī)空閑。這樣總的來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)資源使用效率仍然不高?？臻e。這樣總的來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)資源使用效率仍然不高。因此操作系統(tǒng)進(jìn)入了因此操作系統(tǒng)進(jìn)入了多道程序階段多道程序階段:多道程序合理搭配交多道程序合理搭配交替運(yùn)行，充分利用資源，提高效率。替運(yùn)行，充分利用資源，提高效率。操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史多道程序系統(tǒng)多道程序系統(tǒng)上述批處理系統(tǒng)，每次只調(diào)用一個(gè)用戶(hù)作業(yè)程序進(jìn)入上述批處理系統(tǒng)，每次只調(diào)用一個(gè)用戶(hù)作業(yè)程序進(jìn)入內(nèi)存并運(yùn)行，稱(chēng)為單道運(yùn)行。圖內(nèi)存并運(yùn)行，稱(chēng)為單道運(yùn)行。圖 (a)給出了單道程序給出了單道程序工作示例。工作示例。而圖而圖 (b)給出了多道程序工作示例。給出了多道程序工作示例。

23、圖圖A A 單道程序運(yùn)行情況單道程序運(yùn)行情況圖圖B B 多道（兩道）程序運(yùn)行情況多道（兩道）程序運(yùn)行情況操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史在單處理機(jī)系統(tǒng)中，多道程序運(yùn)行的特點(diǎn)是在單處理機(jī)系統(tǒng)中，多道程序運(yùn)行的特點(diǎn)是: :(1)(1)多道多道：計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互：計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序。獨(dú)立的程序。(2)(2)宏觀上宏觀上并行并行：同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序：同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序都處于運(yùn)行過(guò)程中，即它們先后開(kāi)始了各都處于運(yùn)行過(guò)程中，即它們先后開(kāi)始了各自的運(yùn)行，但都未運(yùn)行完畢。自的運(yùn)行，但都未運(yùn)行完畢。(3)(3)微觀上微觀上串行串行：實(shí)際上，各道程序輪流使：實(shí)際上，各道程序輪流

24、使用用CPUCPU，交替執(zhí)行。，交替執(zhí)行。操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史4 4 分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)批處理方式下，用戶(hù)以脫機(jī)操作方式使用計(jì)算機(jī)，批處理方式下，用戶(hù)以脫機(jī)操作方式使用計(jì)算機(jī)，只有等該批作業(yè)處理結(jié)束，用戶(hù)才能得到計(jì)算結(jié)果。根只有等該批作業(yè)處理結(jié)束，用戶(hù)才能得到計(jì)算結(jié)果。根據(jù)結(jié)果再作下一步處理。它的好處是計(jì)算機(jī)效率高。不據(jù)結(jié)果再作下一步處理。它的好處是計(jì)算機(jī)效率高。不過(guò)，用戶(hù)十分留戀手工操作階段的聯(lián)機(jī)工作方式，獨(dú)占過(guò)，用戶(hù)十分留戀手工操作階段的聯(lián)機(jī)工作方式，獨(dú)占計(jì)算機(jī)，并直接控制程序運(yùn)行。但獨(dú)占計(jì)算機(jī)方式會(huì)造計(jì)算機(jī)，并直接控制程序運(yùn)行。但獨(dú)占計(jì)算機(jī)方式會(huì)造成資源效率低。既能保證計(jì)算

25、機(jī)效率，又能方便用戶(hù)使成資源效率低。既能保證計(jì)算機(jī)效率，又能方便用戶(hù)使用，成為一種新的追求目標(biāo)。用，成為一種新的追求目標(biāo)。2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代中期，計(jì)算年代中期，計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展使這種追求成為可能。由于機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展使這種追求成為可能。由于CPUCPU速度不斷提高速度不斷提高和采用分時(shí)技術(shù)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可同時(shí)和采用分時(shí)技術(shù)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可同時(shí)連接多個(gè)用戶(hù)終端，而每個(gè)用戶(hù)可在自己的終端上聯(lián)機(jī)連接多個(gè)用戶(hù)終端，而每個(gè)用戶(hù)可在自己的終端上聯(lián)機(jī)使用計(jì)算機(jī)，好像自己獨(dú)占機(jī)器一樣。使用計(jì)算機(jī)，好像自己獨(dú)占機(jī)器一樣。操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史所謂所謂分時(shí)技術(shù)分時(shí)技術(shù)，就是把處理機(jī)的運(yùn)

26、行時(shí)間分成很短，就是把處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪流把處理機(jī)分配給各聯(lián)機(jī)作業(yè)使的時(shí)間片，按時(shí)間片輪流把處理機(jī)分配給各聯(lián)機(jī)作業(yè)使用。若某個(gè)作業(yè)在分配給它的時(shí)間片內(nèi)不能完成其計(jì)算，用。若某個(gè)作業(yè)在分配給它的時(shí)間片內(nèi)不能完成其計(jì)算，則該作業(yè)暫時(shí)中斷，把處理機(jī)讓給另一作業(yè)使用，等待則該作業(yè)暫時(shí)中斷，把處理機(jī)讓給另一作業(yè)使用，等待下一輪時(shí)再繼續(xù)其運(yùn)行。由于計(jì)算機(jī)速度很快，作業(yè)運(yùn)下一輪時(shí)再繼續(xù)其運(yùn)行。由于計(jì)算機(jī)速度很快，作業(yè)運(yùn)行輪轉(zhuǎn)得很快，給每個(gè)用戶(hù)的印象是好像他獨(dú)占了一臺(tái)行輪轉(zhuǎn)得很快，給每個(gè)用戶(hù)的印象是好像他獨(dú)占了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。而每個(gè)用戶(hù)可以通過(guò)自己終端向系統(tǒng)發(fā)出各種計(jì)算機(jī)。而每個(gè)用戶(hù)可以

27、通過(guò)自己終端向系統(tǒng)發(fā)出各種操作控制命令，完成作業(yè)的運(yùn)行。操作控制命令，完成作業(yè)的運(yùn)行。多用戶(hù)分時(shí)操作系統(tǒng)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中最普多用戶(hù)分時(shí)操作系統(tǒng)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中最普遍使用的一類(lèi)操作系統(tǒng)。遍使用的一類(lèi)操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史5 5 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代中期計(jì)算機(jī)進(jìn)入第三代，計(jì)算機(jī)的性年代中期計(jì)算機(jī)進(jìn)入第三代，計(jì)算機(jī)的性能和可靠性有了很大提高，造價(jià)亦大幅度下降，導(dǎo)致能和可靠性有了很大提高，造價(jià)亦大幅度下降，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。計(jì)算機(jī)由于用于工業(yè)過(guò)程控計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。計(jì)算機(jī)由于用于工業(yè)過(guò)程控制、軍事實(shí)時(shí)控制等形成了各種實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。

28、針對(duì)制、軍事實(shí)時(shí)控制等形成了各種實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。針對(duì)實(shí)時(shí)處理的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是以實(shí)時(shí)處理的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是以在允許時(shí)間范圍之內(nèi)做在允許時(shí)間范圍之內(nèi)做出響應(yīng)為特征的出響應(yīng)為特征的。它要求計(jì)算機(jī)對(duì)于外來(lái)信息能以足。它要求計(jì)算機(jī)對(duì)于外來(lái)信息能以足夠快的速度進(jìn)行處理，并在被控對(duì)象允許時(shí)間范圍內(nèi)夠快的速度進(jìn)行處理，并在被控對(duì)象允許時(shí)間范圍內(nèi)作出快速響應(yīng)，其響應(yīng)時(shí)間要求在秒級(jí)、毫秒級(jí)甚至作出快速響應(yīng)，其響應(yīng)時(shí)間要求在秒級(jí)、毫秒級(jí)甚至微秒級(jí)或更小。近年來(lái)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)正得到越來(lái)越微秒級(jí)或更小。近年來(lái)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。特別是非廣泛的應(yīng)用。特別是非PCPC機(jī)和機(jī)和PDAPDA（個(gè)人數(shù)字助理）等（個(gè)

29、人數(shù)字助理）等新設(shè)備的出現(xiàn)，更加強(qiáng)了這一趨勢(shì)。新設(shè)備的出現(xiàn)，更加強(qiáng)了這一趨勢(shì)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)的比較實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)的比較實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)多多路路性性體現(xiàn)在對(duì)多路的現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行采集體現(xiàn)在對(duì)多路的現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行采集 、對(duì)多個(gè)對(duì)象或多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制對(duì)多個(gè)對(duì)象或多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制按分時(shí)原則為多個(gè)終端用戶(hù)服務(wù)按分時(shí)原則為多個(gè)終端用戶(hù)服務(wù)獨(dú)獨(dú)立立性性每個(gè)終端用戶(hù)向系統(tǒng)提出服務(wù)請(qǐng)求時(shí)每個(gè)終端用戶(hù)向系統(tǒng)提出服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，彼此獨(dú)立操作彼此獨(dú)立操作，互不干擾互不干擾；對(duì)信息對(duì)信息的采集和對(duì)象的控制也彼此互不干擾的采集和對(duì)象的控制也彼此互不干擾每個(gè)用戶(hù)各占一個(gè)終端每個(gè)用戶(hù)各占一個(gè)終端 ，彼此

30、互不干彼此互不干擾擾，獨(dú)立操作獨(dú)立操作及及時(shí)時(shí)性性以控制對(duì)象所要求的開(kāi)始截止時(shí)間或以控制對(duì)象所要求的開(kāi)始截止時(shí)間或完成截止時(shí)間來(lái)確定完成截止時(shí)間來(lái)確定用戶(hù)的請(qǐng)求能在短時(shí)間用戶(hù)的請(qǐng)求能在短時(shí)間 （用戶(hù)能接受用戶(hù)能接受的的）內(nèi)獲得響應(yīng)內(nèi)獲得響應(yīng)交交互互性性人與系統(tǒng)的交互人與系統(tǒng)的交互，僅限于訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)中僅限于訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)中某些特定的專(zhuān)用服務(wù)程序某些特定的專(zhuān)用服務(wù)程序用戶(hù)與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對(duì)話(huà)用戶(hù)與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對(duì)話(huà) ，系系統(tǒng)能向終端用戶(hù)提供數(shù)據(jù)處理服務(wù)統(tǒng)能向終端用戶(hù)提供數(shù)據(jù)處理服務(wù) ，資源共享等服務(wù)資源共享等服務(wù)可可靠靠性性高度可靠高度可靠可靠程度較低可靠程度較低操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史6 通

31、用操作系統(tǒng)通用操作系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)的不斷改進(jìn)、多道批處理系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)的不斷改進(jìn)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn)及其應(yīng)用日益廣泛，致使操實(shí)時(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn)及其應(yīng)用日益廣泛，致使操作系統(tǒng)日益完善。在此基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了通用作系統(tǒng)日益完善。在此基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了通用操作系統(tǒng)。它可以同時(shí)兼有多道批處理、分操作系統(tǒng)。它可以同時(shí)兼有多道批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)處理的功能，或其中兩種以上的功時(shí)、實(shí)時(shí)處理的功能，或其中兩種以上的功能。能。 操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的歷史7 7 操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)入進(jìn)入2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代，一方面迎來(lái)了個(gè)人計(jì)年代，一方面迎來(lái)了個(gè)人計(jì)算機(jī)的時(shí)代，同時(shí)又向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布

32、式處算機(jī)的時(shí)代，同時(shí)又向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理、巨型計(jì)算機(jī)和智能化方向發(fā)展。操作系統(tǒng)理、巨型計(jì)算機(jī)和智能化方向發(fā)展。操作系統(tǒng)有了進(jìn)一步的發(fā)展：有了進(jìn)一步的發(fā)展：個(gè)人計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)，例如DOSDOS系統(tǒng)。系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。分布式操作系統(tǒng)。分布式操作系統(tǒng)。智能化操作系統(tǒng)智能化操作系統(tǒng) 1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型根據(jù)其根據(jù)其使用環(huán)境和對(duì)作業(yè)處理方式使用環(huán)境和對(duì)作業(yè)處理方式，操作系統(tǒng)的基本類(lèi)型有：，操作系統(tǒng)的基本類(lèi)型有：(1)批處理操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)(batch processing operating s

33、ystem)(2) 分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)(time sharing operating system)(3) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(real time operating system)(4) 個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(personal computer operating system)(5) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(network operating system)(6) 分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)(distributed operating system)1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型1 批處理操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)現(xiàn)代操作系統(tǒng)大都具有批處理功能。圖給現(xiàn)代

34、操作系統(tǒng)大都具有批處理功能。圖給出了批處理系統(tǒng)中作業(yè)處理步驟及狀態(tài)。出了批處理系統(tǒng)中作業(yè)處理步驟及狀態(tài)。1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型批處理系統(tǒng)的主要特征是：批處理系統(tǒng)的主要特征是：(1)(1)用戶(hù)脫機(jī)使用計(jì)算機(jī)用戶(hù)脫機(jī)使用計(jì)算機(jī)。用戶(hù)提交作業(yè)之后直到獲得結(jié)。用戶(hù)提交作業(yè)之后直到獲得結(jié)果之前不再和計(jì)算機(jī)打交道。作業(yè)提交的方式可以是直果之前不再和計(jì)算機(jī)打交道。作業(yè)提交的方式可以是直接交給計(jì)算中心的管理操作員，也可以是通過(guò)遠(yuǎn)程通訊接交給計(jì)算中心的管理操作員，也可以是通過(guò)遠(yuǎn)程通訊線(xiàn)路提交。提交的作業(yè)由系統(tǒng)外存收容成為后備作業(yè)。線(xiàn)路提交。提交的作業(yè)由系統(tǒng)外存收容成為后備作業(yè)。(2)(2)成批處

35、理成批處理。操作員把用戶(hù)提交的作業(yè)分批進(jìn)行處理。操作員把用戶(hù)提交的作業(yè)分批進(jìn)行處理。每批中的作業(yè)將由操作系統(tǒng)或監(jiān)督程序負(fù)責(zé)作業(yè)間自動(dòng)每批中的作業(yè)將由操作系統(tǒng)或監(jiān)督程序負(fù)責(zé)作業(yè)間自動(dòng)調(diào)度執(zhí)行。調(diào)度執(zhí)行。(3)(3)多道程序運(yùn)行多道程序運(yùn)行。按多道程序設(shè)計(jì)的調(diào)度原則，從一批。按多道程序設(shè)計(jì)的調(diào)度原則，從一批后備作業(yè)中選取多道作業(yè)調(diào)入內(nèi)存并組織它們運(yùn)行，成后備作業(yè)中選取多道作業(yè)調(diào)入內(nèi)存并組織它們運(yùn)行，成為多道批處理。為多道批處理。1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型不要把不要把多道程序系統(tǒng)多道程序系統(tǒng)和和多重處理系統(tǒng)多重處理系統(tǒng)相混淆。相混淆。一般講，多重處理系統(tǒng)配制一般講，多重處理系統(tǒng)配制多個(gè)多

36、個(gè)CPUCPU，因而能，因而能真正同時(shí)執(zhí)行多道程序真正同時(shí)執(zhí)行多道程序。當(dāng)然，要想有效地使。當(dāng)然，要想有效地使用多重處理系統(tǒng)，必須采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)。用多重處理系統(tǒng)，必須采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)。反之不然，多道程序設(shè)計(jì)原則不一定要求有多反之不然，多道程序設(shè)計(jì)原則不一定要求有多重處理系統(tǒng)的支持。多重處理系統(tǒng)比起單處理重處理系統(tǒng)的支持。多重處理系統(tǒng)比起單處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，雖系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，雖增加了硬件設(shè)施增加了硬件設(shè)施，卻換來(lái)了，卻換來(lái)了提高提高系統(tǒng)吞吐量、可靠性、計(jì)算能力和并行處理能系統(tǒng)吞吐量、可靠性、計(jì)算能力和并行處理能力力等好處。等好處。1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型2 2 分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)

37、系統(tǒng)一般采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式，使一臺(tái)計(jì)算分時(shí)系統(tǒng)一般采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式，使一臺(tái)計(jì)算機(jī)為多個(gè)終端用戶(hù)服務(wù)。對(duì)每個(gè)用戶(hù)能保證足夠快的響機(jī)為多個(gè)終端用戶(hù)服務(wù)。對(duì)每個(gè)用戶(hù)能保證足夠快的響應(yīng)時(shí)間，并提供交互會(huì)話(huà)能力。具有下述特點(diǎn)。應(yīng)時(shí)間，并提供交互會(huì)話(huà)能力。具有下述特點(diǎn)。(1)(1)交互性交互性：首先，用戶(hù)可以在程序動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況下：首先，用戶(hù)可以在程序動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況下對(duì)其加以控制。其次，用戶(hù)上機(jī)提交作業(yè)方便。第對(duì)其加以控制。其次，用戶(hù)上機(jī)提交作業(yè)方便。第三，分時(shí)系統(tǒng)還為用戶(hù)之間進(jìn)行合作提供方便。三，分時(shí)系統(tǒng)還為用戶(hù)之間進(jìn)行合作提供方便。(2)(2)多用戶(hù)同時(shí)性多用戶(hù)同時(shí)性：多個(gè)用戶(hù)同時(shí)在自己的終端上上：

38、多個(gè)用戶(hù)同時(shí)在自己的終端上上機(jī)，共享機(jī)，共享CPUCPU和其他資源，充分發(fā)揮系統(tǒng)的效率。和其他資源，充分發(fā)揮系統(tǒng)的效率。(3)(3)獨(dú)立性獨(dú)立性：客觀效果上用戶(hù)彼此間感覺(jué)不到有別人：客觀效果上用戶(hù)彼此間感覺(jué)不到有別人也在使用該臺(tái)計(jì)算機(jī)，如同自己獨(dú)占計(jì)算機(jī)一樣。也在使用該臺(tái)計(jì)算機(jī)，如同自己獨(dú)占計(jì)算機(jī)一樣。UNIXUNIX是最流行的一種多用戶(hù)分時(shí)操作系統(tǒng)。是最流行的一種多用戶(hù)分時(shí)操作系統(tǒng)。1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型3 3 實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)信息處理領(lǐng)域中而發(fā)展起來(lái)。和實(shí)時(shí)信息處理領(lǐng)域中而發(fā)展起來(lái)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要

39、特點(diǎn)是提供實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是提供即時(shí)響應(yīng)和高即時(shí)響應(yīng)和高可靠性可靠性。系統(tǒng)必須保證對(duì)實(shí)時(shí)信息的分析和處。系統(tǒng)必須保證對(duì)實(shí)時(shí)信息的分析和處理的速度比其進(jìn)入系統(tǒng)的速度要快，而且系統(tǒng)理的速度比其進(jìn)入系統(tǒng)的速度要快，而且系統(tǒng)本身要安全可靠。實(shí)時(shí)系統(tǒng)往往具有一定的專(zhuān)本身要安全可靠。實(shí)時(shí)系統(tǒng)往往具有一定的專(zhuān)用性。與批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)相比，用性。與批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)相比，實(shí)時(shí)系實(shí)時(shí)系統(tǒng)的資源利用率可能較低統(tǒng)的資源利用率可能較低。1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)要考慮這樣一些因素：設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)要考慮這樣一些因素：(1)(1)實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理( (定時(shí)處理和延時(shí)處理定時(shí)處

40、理和延時(shí)處理) )。(2)(2)連續(xù)的人連續(xù)的人- -機(jī)對(duì)話(huà)，這對(duì)實(shí)時(shí)控制往往是必須的。機(jī)對(duì)話(huà)，這對(duì)實(shí)時(shí)控制往往是必須的。(3)(3)要求采取過(guò)載保護(hù)措施。例如對(duì)于短期過(guò)載，把要求采取過(guò)載保護(hù)措施。例如對(duì)于短期過(guò)載，把輸入任務(wù)按一定的策略在緩沖區(qū)排隊(duì)，等待調(diào)度輸入任務(wù)按一定的策略在緩沖區(qū)排隊(duì)，等待調(diào)度; ; 對(duì)對(duì)于持續(xù)性過(guò)載，可能要拒絕某些任務(wù)的輸入于持續(xù)性過(guò)載，可能要拒絕某些任務(wù)的輸入; ; 在實(shí)時(shí)在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，則及時(shí)處理某些任務(wù)，放棄某些任務(wù)或控制系統(tǒng)中，則及時(shí)處理某些任務(wù)，放棄某些任務(wù)或降低對(duì)某些任務(wù)的服務(wù)頻率。降低對(duì)某些任務(wù)的服務(wù)頻率。(4)(4)高度可靠性和安全性需采取冗余措施。

41、雙機(jī)系統(tǒng)高度可靠性和安全性需采取冗余措施。雙機(jī)系統(tǒng)前后臺(tái)工作，包括必要的保密措施等。前后臺(tái)工作，包括必要的保密措施等。 1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型4 4 通用操作系統(tǒng)通用操作系統(tǒng)批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)是批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的三種基本類(lèi)型，在此基礎(chǔ)上操作系統(tǒng)的三種基本類(lèi)型，在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了具有多種類(lèi)型操作特征的操作又發(fā)展了具有多種類(lèi)型操作特征的操作系統(tǒng)，稱(chēng)為通用操作系統(tǒng)。它可以同時(shí)系統(tǒng)，稱(chēng)為通用操作系統(tǒng)。它可以同時(shí)兼有批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)處理和多重處兼有批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)處理和多重處理的功能，或其中兩種以上的功能。理的功能，或其中兩種以上的功能。1.2.2

42、操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型5 5 個(gè)人計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)是一聯(lián)機(jī)的交互式的單用個(gè)人計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)是一聯(lián)機(jī)的交互式的單用戶(hù)操作系統(tǒng)，它提供的聯(lián)機(jī)交互功能與通用分時(shí)系統(tǒng)所戶(hù)操作系統(tǒng)，它提供的聯(lián)機(jī)交互功能與通用分時(shí)系統(tǒng)所提供的很相似。由于是個(gè)人專(zhuān)用，因此在多用戶(hù)和分時(shí)提供的很相似。由于是個(gè)人專(zhuān)用，因此在多用戶(hù)和分時(shí)所要求的對(duì)處理機(jī)調(diào)度、存儲(chǔ)保護(hù)方面將會(huì)簡(jiǎn)單得多。所要求的對(duì)處理機(jī)調(diào)度、存儲(chǔ)保護(hù)方面將會(huì)簡(jiǎn)單得多。然而，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及，對(duì)于提供更方便友然而，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及，對(duì)于提供更方便友好的用戶(hù)接口的要求愈來(lái)愈迫切。好的用戶(hù)接口的要求

43、愈來(lái)愈迫切。多媒體技術(shù)已迅速進(jìn)入微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它要求計(jì)多媒體技術(shù)已迅速進(jìn)入微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它要求計(jì)算機(jī)具有高速信號(hào)處理、大容量的內(nèi)存和外存、大數(shù)據(jù)算機(jī)具有高速信號(hào)處理、大容量的內(nèi)存和外存、大數(shù)據(jù)量寬頻帶傳輸?shù)饶芰?，能同時(shí)處理多個(gè)實(shí)時(shí)事件。要求量寬頻帶傳輸?shù)饶芰?，能同時(shí)處理多個(gè)實(shí)時(shí)事件。要求有一個(gè)具有高速數(shù)據(jù)處理能力的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。有一個(gè)具有高速數(shù)據(jù)處理能力的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。目前在個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用的操作系統(tǒng)以目前在個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用的操作系統(tǒng)以WindowsWindows系系列和列和linuxlinux系統(tǒng)為主。系統(tǒng)為主。1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型6 6 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操

44、作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)通信設(shè)施將物理上分散的具有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)通信設(shè)施將物理上分散的具有自治功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來(lái)的，實(shí)現(xiàn)信息交自治功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來(lái)的，實(shí)現(xiàn)信息交換、資源共享、可互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。它具有換、資源共享、可互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。它具有這樣的特征：這樣的特征：(1)(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)互連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的群體。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)互連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的群體。(2)(2)這些計(jì)算機(jī)是自治的，每臺(tái)計(jì)算機(jī)有自己的操這些計(jì)算機(jī)是自治的，每臺(tái)計(jì)算機(jī)有自己的操作系統(tǒng)，各自獨(dú)立工作，它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制下協(xié)作系統(tǒng)，各自獨(dú)立工作，它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制下協(xié)同工作。同工作。(3)(3)系

45、統(tǒng)互連要通過(guò)通信設(shè)施系統(tǒng)互連要通過(guò)通信設(shè)施( (硬件、軟件硬件、軟件) )來(lái)實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)(4)(4)系統(tǒng)通過(guò)通信設(shè)施執(zhí)行信息交換、資源共享、系統(tǒng)通過(guò)通信設(shè)施執(zhí)行信息交換、資源共享、互操作和協(xié)作處理，實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用要求。互操作和協(xié)作處理，實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用要求。1.2.2操作系統(tǒng)的類(lèi)型操作系統(tǒng)的類(lèi)型7 分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)(1) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)都遵循協(xié)議，而對(duì)于各種分計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)都遵循協(xié)議，而對(duì)于各種分布式系統(tǒng)并沒(méi)有制定標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)網(wǎng)布式系統(tǒng)并沒(méi)有制定標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也可認(rèn)為是一種分布式系統(tǒng)。絡(luò)也可認(rèn)為是一種分布式系統(tǒng)。(2) 分布式系統(tǒng)要求一個(gè)統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系

46、分布式系統(tǒng)要求一個(gè)統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作的統(tǒng)一性。統(tǒng)操作的統(tǒng)一性。(3) 分布式操作系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)是透明的。但對(duì)計(jì)算機(jī)分布式操作系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)是透明的。但對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，若一個(gè)計(jì)算機(jī)上的用戶(hù)希望使用另一臺(tái)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，若一個(gè)計(jì)算機(jī)上的用戶(hù)希望使用另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的資源，則必須明確指明是哪臺(tái)計(jì)算機(jī)。機(jī)上的資源，則必須明確指明是哪臺(tái)計(jì)算機(jī)。(4) 分布式系統(tǒng)的基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)。分布式系統(tǒng)已不僅分布式系統(tǒng)的基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)。分布式系統(tǒng)已不僅是一個(gè)物理上的松散耦合系統(tǒng)，同時(shí)還是一個(gè)邏輯是一個(gè)物理上的松散耦合系統(tǒng)，同時(shí)還是一個(gè)邏輯上緊密耦合的系統(tǒng)。上緊密耦合的系統(tǒng)。(5) 分布式系統(tǒng)還處在研究階段。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已分布式系統(tǒng)還

47、處在研究階段。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。1.3 操作系統(tǒng)的五大功能操作系統(tǒng)的五大功能 操作系統(tǒng)的五大功能分別為：操作系統(tǒng)的五大功能分別為：（1）作業(yè)管理作業(yè)管理（job management）；）；（2）文件管理文件管理（file management）；）；（3）存存儲(chǔ)管理儲(chǔ)管理（store,storage,main storage management）；）；（4）設(shè)備管理設(shè)備管理（devices management）；）；（5）進(jìn)程管理進(jìn)程管理（process management）；）；1.3 操作系統(tǒng)的五大功能操作系統(tǒng)的五大功能 1 作業(yè)

48、管理作業(yè)管理作業(yè)管理包括任務(wù)（作業(yè)管理包括任務(wù)（task）管理，）管理，界面（界面（interface）管理，人機(jī)交互的）管理，人機(jī)交互的圖形界面（圖形界面（icon），聯(lián)機(jī)控制（），聯(lián)機(jī)控制（on-line），脫機(jī)控制（），脫機(jī)控制（off-line），假脫），假脫機(jī)（機(jī)（spooler）控制和作業(yè)調(diào)度及調(diào)度）控制和作業(yè)調(diào)度及調(diào)度算法。算法。1.3 操作系統(tǒng)的五大功能操作系統(tǒng)的五大功能2 文件管理文件管理文件管理又稱(chēng)為文件管理又稱(chēng)為信息信息（message）管理，它是對(duì)計(jì)算機(jī)的軟件資源的管理，管理，它是對(duì)計(jì)算機(jī)的軟件資源的管理，其中包括文件的存儲(chǔ)、檢索、共享、保其中包括文件的存儲(chǔ)、檢索、共享

49、、保護(hù)等的方法、技術(shù)及算法。護(hù)等的方法、技術(shù)及算法。信息管理（文件系統(tǒng)管理）信息管理（文件系統(tǒng)管理） 是對(duì)系是對(duì)系統(tǒng)的軟件資源的管理。統(tǒng)的軟件資源的管理。1.3 操作系統(tǒng)的五大功能操作系統(tǒng)的五大功能3 存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理主要涉及內(nèi)存空間充分利用的技術(shù)、主要涉及內(nèi)存空間充分利用的技術(shù)、多道、多重處理及內(nèi)存的分配、保護(hù)和多道、多重處理及內(nèi)存的分配、保護(hù)和擴(kuò)充。擴(kuò)充。存儲(chǔ)管理的主要工作是對(duì)內(nèi)部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)管理的主要工作是對(duì)內(nèi)部存儲(chǔ)器進(jìn)行分配、保護(hù)和擴(kuò)充。進(jìn)行分配、保護(hù)和擴(kuò)充。(1) 內(nèi)存分配內(nèi)存分配(2) 存儲(chǔ)保護(hù)存儲(chǔ)保護(hù)(3) 內(nèi)存擴(kuò)充內(nèi)存擴(kuò)充1.3 操作系統(tǒng)的五大功能操作系統(tǒng)的五大功能4設(shè)備管理設(shè)備

50、管理它是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的管理，主要包括對(duì)它是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的管理，主要包括對(duì)I/O設(shè)備的分配、啟動(dòng)、完成及回收，主要的設(shè)備的分配、啟動(dòng)、完成及回收，主要的技術(shù)有假脫機(jī)技術(shù)（技術(shù)有假脫機(jī)技術(shù)（SPOOLing）、隊(duì)列及）、隊(duì)列及緩沖技術(shù)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等。緩沖技術(shù)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等。(1) 通道、控制器、輸入輸出設(shè)備的分配通道、控制器、輸入輸出設(shè)備的分配和管理。和管理。(2) 設(shè)備獨(dú)立性。設(shè)備獨(dú)立性。1.3 操作系統(tǒng)的五大功能操作系統(tǒng)的五大功能5 5 進(jìn)程管理進(jìn)程管理 簡(jiǎn)單的講，進(jìn)程就是一段正在簡(jiǎn)單的講，進(jìn)程就是一段正在運(yùn)行的程序，進(jìn)程管理的主要內(nèi)容運(yùn)行的程序，進(jìn)程管理的主要內(nèi)容包括：進(jìn)程調(diào)度及調(diào)度算法、進(jìn)程包括：進(jìn)程調(diào)度及調(diào)度算法、進(jìn)程間的通信、進(jìn)程的死鎖及解決的