計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)PPT

1、第第1 1章章 操作系統(tǒng)引論操作系統(tǒng)引論1.0 引言引言 教材教材計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 湯子贏(yíng)湯子贏(yíng)&參考教材參考教材操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 王鵬等譯王鵬等譯 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社現(xiàn)代操作系統(tǒng)現(xiàn)代操作系統(tǒng) 陳向群等譯陳向群等譯 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社操作系統(tǒng)教程操作系統(tǒng)教程 王素華王素華 人民郵電出版社人民郵電出版社計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程 張堯?qū)W張堯?qū)W, ,史美林史美林 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社操作系統(tǒng)教程操作系統(tǒng)教程 孟慶昌孟慶昌 西安電子科技大學(xué)出版社西安電子科技大學(xué)出版社涉及面廣（并行程序，性能問(wèn)題，結(jié)構(gòu)問(wèn)涉及面廣（并行程序，

2、性能問(wèn)題，結(jié)構(gòu)問(wèn)題，程序方法論，軟件工程，等等）題，程序方法論，軟件工程，等等）實(shí)踐性強(qiáng)（從實(shí)踐總結(jié)出原理）實(shí)踐性強(qiáng)（從實(shí)踐總結(jié)出原理）錯(cuò)綜復(fù)雜：縱橫交叉錯(cuò)綜復(fù)雜：縱橫交叉 操作系統(tǒng)課程的特點(diǎn)：操作系統(tǒng)課程的特點(diǎn)：教師只指出要點(diǎn)教師只指出要點(diǎn) 要通過(guò)自學(xué)、研讀參考書(shū)掌握內(nèi)容要通過(guò)自學(xué)、研讀參考書(shū)掌握內(nèi)容善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題 要努力尋求問(wèn)題的答案要努力尋求問(wèn)題的答案注意學(xué)習(xí)方式的變化注意學(xué)習(xí)方式的變化 操作系統(tǒng)檢查字符串的位置是否正確操作系統(tǒng)檢查字符串的位置是否正確 操作系統(tǒng)找到字符串被送往的設(shè)備操作系統(tǒng)找到字符串被送往的設(shè)備, 該設(shè)備是一個(gè)該設(shè)備是一個(gè) 偽終端偽終端,

3、由一個(gè)進(jìn)程控制由一個(gè)進(jìn)程控制 操作系統(tǒng)將字符串送給該進(jìn)程操作系統(tǒng)將字符串送給該進(jìn)程 該進(jìn)程告訴窗口系統(tǒng)它要顯示字符串該進(jìn)程告訴窗口系統(tǒng)它要顯示字符串 窗口系統(tǒng)確定這是一個(gè)合法的操作，然后將字符窗口系統(tǒng)確定這是一個(gè)合法的操作，然后將字符串轉(zhuǎn)換成像素串轉(zhuǎn)換成像素 窗口系統(tǒng)將像素寫(xiě)入存儲(chǔ)映像區(qū)窗口系統(tǒng)將像素寫(xiě)入存儲(chǔ)映像區(qū) 視頻硬件將像素表示轉(zhuǎn)換成一組模擬信號(hào)控制顯視頻硬件將像素表示轉(zhuǎn)換成一組模擬信號(hào)控制顯示器（重畫(huà)屏幕）示器（重畫(huà)屏幕）, 顯示器發(fā)射電子束顯示器發(fā)射電子束 用戶(hù)在屏幕上看到用戶(hù)在屏幕上看到 hello world專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)微觀(guān)層面微觀(guān)層面 計(jì)算機(jī)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)領(lǐng)域綜合綜合宏觀(guān)層面宏觀(guān)層面

4、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治、二二. 為什么學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)為什么學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)? 設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)操作系統(tǒng) 或者或者 修改現(xiàn)有的系統(tǒng)修改現(xiàn)有的系統(tǒng) 存在人們意識(shí)不到的大量存在人們意識(shí)不到的大量“操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)” 嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)(Embedded OS） 加深對(duì)使用的加深對(duì)使用的OS的理解，有利于深入編程的理解，有利于深入編程 用戶(hù)為了開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序必須與操作系統(tǒng)打交道用戶(hù)為了開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序必須與操作系統(tǒng)打交道 編程時(shí)借鑒操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和算法編程時(shí)借鑒操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和算法 操作系統(tǒng)中的許多概念和技巧可推廣操作系統(tǒng)中的許多概念和技巧可推廣 到其他領(lǐng)域到其他領(lǐng)域 選擇購(gòu)買(mǎi)操作系統(tǒng)選擇購(gòu)

5、買(mǎi)操作系統(tǒng) 我們并不總使用微軟我們并不總使用微軟Windows四、操作系統(tǒng)的性能指標(biāo)四、操作系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的系統(tǒng)的RSA可靠性可靠性(Reliability):用平均無(wú)故障時(shí)間用平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)度量度量可維修性可維修性(Serviceability):用平均故障修復(fù)時(shí)間度量用平均故障修復(fù)時(shí)間度量可用性可用性 (Availability):正常工作的概率正常工作的概率 系統(tǒng)吞吐量系統(tǒng)吞吐量: 單位時(shí)間完成的作業(yè)數(shù)單位時(shí)間完成的作業(yè)數(shù)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間: 從輸入到回應(yīng)所需時(shí)間從輸入到回應(yīng)所需時(shí)間資源利用率資源利用率:資源資源(CPU,內(nèi)存內(nèi)存,I/O設(shè)備設(shè)備)實(shí)際使用比例實(shí)際使

6、用比例可維護(hù)性可維護(hù)性: 改錯(cuò)、改變功能、擴(kuò)充功能改錯(cuò)、改變功能、擴(kuò)充功能可移植性可移植性: 將將OS移植到另以機(jī)型所需工作量移植到另以機(jī)型所需工作量1. 方便用戶(hù)方便用戶(hù): 用戶(hù)界面友好，使用靈活方用戶(hù)界面友好，使用靈活方習(xí)題：習(xí)題：p25 1, 2課后思考題課后思考題1. 談?wù)勀銓?duì)操作系統(tǒng)的初步認(rèn)識(shí)談?wù)勀銓?duì)操作系統(tǒng)的初步認(rèn)識(shí)2. 你對(duì)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程有什么樣的希望和你對(duì)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程有什么樣的希望和要求？你打算這樣來(lái)學(xué)習(xí)這門(mén)課？要求？你打算這樣來(lái)學(xué)習(xí)這門(mén)課？ 操作系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、操作系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。軟件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。目標(biāo)：充分地利用資源目

7、標(biāo)：充分地利用資源 更好的提供服務(wù)更好的提供服務(wù)1.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程真空管計(jì)算機(jī)時(shí)代真空管計(jì)算機(jī)時(shí)代 硬件非常昂貴硬件非常昂貴, 人工操作人工操作, 沒(méi)有操作系統(tǒng)沒(méi)有操作系統(tǒng)1. 人工操作方式：人工操作方式： 控制臺(tái)控制臺(tái) 一個(gè)用戶(hù)一個(gè)用戶(hù) 一次完成一個(gè)功能一次完成一個(gè)功能 （計(jì)算，（計(jì)算，I/OI/O，用戶(hù)操作三者串行），用戶(hù)操作三者串行） 程序通過(guò)穿孔機(jī)或卡片裝入程序通過(guò)穿孔機(jī)或卡片裝入 用戶(hù)在控制臺(tái)前調(diào)試程序用戶(hù)在控制臺(tái)前調(diào)試程序1.2.1 無(wú)操作系統(tǒng)的操作方式無(wú)操作系統(tǒng)的操作方式50年代早期年代早期出現(xiàn)了穿孔卡片出現(xiàn)了穿孔卡片程序?qū)懺诳ㄆ先缓笞x入計(jì)算機(jī)程序?qū)懺?/p>

8、卡片上然后讀入計(jì)算機(jī)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： (1) 上機(jī)用戶(hù)獨(dú)占計(jì)算機(jī)的全部資源上機(jī)用戶(hù)獨(dú)占計(jì)算機(jī)的全部資源, 資源利資源利用率低用率低, 工作效率非常低。工作效率非常低。 (2) CPU 等待人工操作。等待人工操作。 (3) 每個(gè)用戶(hù)都要自行編寫(xiě)涉及到硬件的源每個(gè)用戶(hù)都要自行編寫(xiě)涉及到硬件的源代碼。工作量大代碼。工作量大, 難度高難度高, 易出錯(cuò)。易出錯(cuò)。出現(xiàn)兩個(gè)矛盾：出現(xiàn)兩個(gè)矛盾： 人機(jī)矛盾人機(jī)矛盾人低速與機(jī)器高速人低速與機(jī)器高速 CPU與與I/O設(shè)備速度不匹配的矛盾。設(shè)備速度不匹配的矛盾。2. 脫機(jī)脫機(jī)I/O方式方式 習(xí)題習(xí)題 p25 4 為了解決這兩個(gè)矛盾，為了解決這兩個(gè)矛盾，50 年代末出現(xiàn)了

9、年代末出現(xiàn)了脫機(jī)脫機(jī)I/O方式方式, I/O設(shè)備由外圍機(jī)控制。減少了設(shè)備由外圍機(jī)控制。減少了CPU的空閑時(shí)間，提高了的空閑時(shí)間，提高了 I/O 速度速度外圍機(jī)外圍機(jī)外圍機(jī)外圍機(jī)主機(jī)主機(jī)輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備磁盤(pán)磁盤(pán) 為了提高資源利用率和為了提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量系統(tǒng)吞吐量一一. 單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng) 用戶(hù)把程序用戶(hù)把程序(卡片卡片)交給系統(tǒng)管理員交給系統(tǒng)管理員,他把一批他把一批作業(yè)以脫機(jī)方式輸入到磁帶上作業(yè)以脫機(jī)方式輸入到磁帶上,常駐監(jiān)督程序常駐監(jiān)督程序(Moniter)對(duì)這批作業(yè)一個(gè)接一個(gè)連續(xù)處理。對(duì)這批作業(yè)一個(gè)接一個(gè)連續(xù)處理。 1. 單道批處理系統(tǒng)處理過(guò)程：?jiǎn)蔚琅幚?/p>

10、系統(tǒng)處理過(guò)程： 重復(fù)進(jìn)行重復(fù)進(jìn)行 裝入程序、運(yùn)行、打印結(jié)果、撤出裝入程序、運(yùn)行、打印結(jié)果、撤出1.2.2 批處理批處理 有作業(yè)？有作業(yè)？ 有錯(cuò)嗎？有錯(cuò)嗎？把作業(yè)的源把作業(yè)的源程序轉(zhuǎn)換為程序轉(zhuǎn)換為目標(biāo)程序目標(biāo)程序裝裝 配配目標(biāo)程序目標(biāo)程序運(yùn)運(yùn) 行行目標(biāo)程序目標(biāo)程序 開(kāi)始開(kāi)始 終止終止 是是 是是 否否 否否單道批處理過(guò)程單道批處理過(guò)程2. 單道批處理系統(tǒng)的特征單道批處理系統(tǒng)的特征 自動(dòng)性自動(dòng)性:磁帶上一批作業(yè)能自動(dòng)逐個(gè)依次運(yùn)行磁帶上一批作業(yè)能自動(dòng)逐個(gè)依次運(yùn)行 順序性順序性:作業(yè)順序進(jìn)入內(nèi)存作業(yè)順序進(jìn)入內(nèi)存,執(zhí)行與完成的順序執(zhí)行與完成的順序 和調(diào)入的順序完全相同。和調(diào)入的順序完全相同。 單道性單道

11、性:內(nèi)存中僅有一道程序內(nèi)存中僅有一道程序,只有該程序完成只有該程序完成 或發(fā)生異常時(shí)或發(fā)生異常時(shí),才調(diào)入后繼程序進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行。才調(diào)入后繼程序進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行。 一個(gè)用戶(hù)獨(dú)占全部資源一個(gè)用戶(hù)獨(dú)占全部資源CPU負(fù)責(zé)計(jì)算，也負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)計(jì)算，也負(fù)責(zé)傳輸傳輸, CPU與外設(shè)速度不匹配與外設(shè)速度不匹配 CPU與與I/O串行資源利用率仍然很低。串行資源利用率仍然很低。3.單道批處理系統(tǒng)的典型代表單道批處理系統(tǒng)的典型代表FMS(FORTRAN Monitor System,FORTRAN監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng))IBMSYS（IBM為為7094機(jī)配備的操作系統(tǒng)）機(jī)配備的操作系統(tǒng)）這些操作系統(tǒng)由監(jiān)控程序，特權(quán)指令，存儲(chǔ)保護(hù)和

12、簡(jiǎn)單這些操作系統(tǒng)由監(jiān)控程序，特權(quán)指令，存儲(chǔ)保護(hù)和簡(jiǎn)單的批處理構(gòu)成的批處理構(gòu)成卡片卡片早期批處理系統(tǒng)早期批處理系統(tǒng)IBM1401IBM7094IBM1401輸入磁帶輸入磁帶磁帶機(jī)磁帶機(jī)卡片閱讀機(jī)卡片閱讀機(jī)輸出磁帶輸出磁帶打印機(jī)打印機(jī)Operating System基本控制卡片基本控制卡片是現(xiàn)代作業(yè)控制語(yǔ)言和命令解釋器的先驅(qū)是現(xiàn)代作業(yè)控制語(yǔ)言和命令解釋器的先驅(qū)在在IBM 7094機(jī)上機(jī)上, 若當(dāng)前作業(yè)因等待若當(dāng)前作業(yè)因等待I/O而暫停，而暫停， CUPCUP只能踏步直至該只能踏步直至該I/O完成。完成。 對(duì)于對(duì)于CPUCPU操作密集的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題操作密集的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題, 浪費(fèi)時(shí)間少。浪費(fèi)時(shí)間少。

13、對(duì)于商業(yè)數(shù)據(jù)處理對(duì)于商業(yè)數(shù)據(jù)處理, I/O等待時(shí)間常占等待時(shí)間常占80-90。 解決辦法解決辦法 多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)(multiprogramming) 將內(nèi)存分幾個(gè)部分將內(nèi)存分幾個(gè)部分, 每部分放不同的作業(yè)。每部分放不同的作業(yè)。 當(dāng)一個(gè)作業(yè)等待當(dāng)一個(gè)作業(yè)等待I/O時(shí)時(shí),另一個(gè)作業(yè)可以使用另一個(gè)作業(yè)可以使用CPUCPU。 注意：注意：在主存中同時(shí)駐留多個(gè)作業(yè)需要進(jìn)行保護(hù)在主存中同時(shí)駐留多個(gè)作業(yè)需要進(jìn)行保護(hù), 以避免信息被竊取或攻擊。以避免信息被竊取或攻擊。 二二. 多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)1.多道程序設(shè)計(jì)多道程序設(shè)計(jì) 在磁盤(pán)上多個(gè)作業(yè)等待運(yùn)行排成在磁盤(pán)上多個(gè)作業(yè)等待運(yùn)行排成“

14、后備隊(duì)列后備隊(duì)列”。多道程序多道程序 內(nèi)存中同時(shí)有內(nèi)存中同時(shí)有-選擇選擇(調(diào)度調(diào)度)若干作業(yè)裝入內(nèi)存若干作業(yè)裝入內(nèi)存(存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理)。 -運(yùn)行的作業(yè)遇到運(yùn)行的作業(yè)遇到I/ O請(qǐng)求時(shí)請(qǐng)求時(shí), 切換切換(調(diào)度調(diào)度)至內(nèi)至內(nèi) 存中的另一個(gè)作業(yè)并運(yùn)行之。存中的另一個(gè)作業(yè)并運(yùn)行之。 增加增加: 存儲(chǔ)管理重定位保護(hù)存儲(chǔ)管理重定位保護(hù),并發(fā)程序設(shè)計(jì)技術(shù)。并發(fā)程序設(shè)計(jì)技術(shù)。 采用緩沖采用緩沖, DMA, 中斷處理中斷處理 多道程序共享資源多道程序共享資源,提高提高CPU、內(nèi)存和、內(nèi)存和I/O設(shè)備的設(shè)備的利用率。增加系統(tǒng)吞吐量。利用率。增加系統(tǒng)吞吐量。單道：?jiǎn)蔚溃河脩?hù)程序用戶(hù)程序監(jiān)督程序監(jiān)督程序I/O操作操

15、作I/O請(qǐng)求請(qǐng)求啟動(dòng)啟動(dòng)I/OI/O完成完成I/O請(qǐng)求請(qǐng)求多道：多道：程序程序A程序程序B程序程序C調(diào)度程序調(diào)度程序A:I/O請(qǐng)求請(qǐng)求A:I/OB:I/O請(qǐng)求請(qǐng)求B:I/OC:I/OA:完成完成tt2.多道批處理系統(tǒng)的多道批處理系統(tǒng)的特征特征 多道性多道性: 內(nèi)存同時(shí)駐留多道程序允許并發(fā)執(zhí)內(nèi)存同時(shí)駐留多道程序允許并發(fā)執(zhí)行。行。 無(wú)序性無(wú)序性: 作業(yè)完成順序與進(jìn)入內(nèi)存順序五嚴(yán)作業(yè)完成順序與進(jìn)入內(nèi)存順序五嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系。格對(duì)應(yīng)關(guān)系。 調(diào)度性調(diào)度性: 作業(yè)從提交到完成經(jīng)兩步調(diào)度。作業(yè)從提交到完成經(jīng)兩步調(diào)度。 作業(yè)調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度。作業(yè)調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度。3.多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)

16、點(diǎn): : 多道程序多道程序共享資源共享資源, , CPU、內(nèi)存和、內(nèi)存和I/O設(shè)備的利設(shè)備的利用率高。用率高。系統(tǒng)吞吐量大系統(tǒng)吞吐量大, ,資源保持忙資源保持忙, ,系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)小。系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)小。缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng), , 無(wú)交互能力。無(wú)交互能力。4.多道批處理系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題多道批處理系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題處理機(jī)管理、內(nèi)存管理、處理機(jī)管理、內(nèi)存管理、I/O設(shè)備管理設(shè)備管理文件管理、作業(yè)管理文件管理、作業(yè)管理5. 據(jù)此定義：據(jù)此定義：操作系統(tǒng)是一組能夠高效地控制和管理操作系統(tǒng)是一組能夠高效地控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源、公平合理地對(duì)各類(lèi)作業(yè)進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源、公平

17、合理地對(duì)各類(lèi)作業(yè)進(jìn)行調(diào)度、以及方便用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)的程序集合。行調(diào)度、以及方便用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)的程序集合。6. 采用采用 Spooling 技術(shù)技術(shù) Simultaneous Peripheral Operation On Line (同時(shí)的外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作同時(shí)的外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作-假脫機(jī)技術(shù)假脫機(jī)技術(shù)) 利用磁盤(pán)作緩沖，將輸入、計(jì)算、輸出分別組織利用磁盤(pán)作緩沖，將輸入、計(jì)算、輸出分別組織成獨(dú)立的任務(wù)流，使成獨(dú)立的任務(wù)流，使I/O和計(jì)算真正并行。和計(jì)算真正并行。 1961年年, 英國(guó)曼徹斯特大學(xué)英國(guó)曼徹斯特大學(xué), Atalas機(jī)上實(shí)現(xiàn)。機(jī)上實(shí)現(xiàn)。 作業(yè)作業(yè)(包括數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù))從卡片讀入到磁盤(pán)上的輸入

18、井從卡片讀入到磁盤(pán)上的輸入井 按某種調(diào)度策略選擇作業(yè)調(diào)入內(nèi)存按某種調(diào)度策略選擇作業(yè)調(diào)入內(nèi)存, 運(yùn)行時(shí)遇到輸運(yùn)行時(shí)遇到輸入數(shù)據(jù)時(shí)從輸入井讀入。入數(shù)據(jù)時(shí)從輸入井讀入。 運(yùn)行遇到輸出時(shí)運(yùn)行遇到輸出時(shí),先將結(jié)果輸出到磁盤(pán)上的輸出井。先將結(jié)果輸出到磁盤(pán)上的輸出井。 到作業(yè)結(jié)束時(shí)再?gòu)拇疟P(pán)輸出到輸出設(shè)備上。到作業(yè)結(jié)束時(shí)再?gòu)拇疟P(pán)輸出到輸出設(shè)備上。2.多道批處理系統(tǒng)的典型代表多道批處理系統(tǒng)的典型代表 1964 年年IBM 宣布推出宣布推出System/360計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是第計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是第一個(gè)采用小規(guī)模集成電路的主流機(jī)型。一個(gè)采用小規(guī)模集成電路的主流機(jī)型。IBM System/360的問(wèn)題的問(wèn)題 存儲(chǔ)管理有基地

19、址寄存器尋址方式存儲(chǔ)管理有基地址寄存器尋址方式, 程序可以訪(fǎng)問(wèn)和程序可以訪(fǎng)問(wèn)和修改基地址寄存器修改基地址寄存器, 但程序被釘死在調(diào)入內(nèi)存時(shí)的物理但程序被釘死在調(diào)入內(nèi)存時(shí)的物理地址上地址上, 不進(jìn)行動(dòng)態(tài)再分配。不進(jìn)行動(dòng)態(tài)再分配。CPU訪(fǎng)問(wèn)的是絕對(duì)地址。訪(fǎng)問(wèn)的是絕對(duì)地址。 數(shù)千程序員寫(xiě)的數(shù)百萬(wàn)行匯編代碼數(shù)千程序員寫(xiě)的數(shù)百萬(wàn)行匯編代碼, 系統(tǒng)占了大量存系統(tǒng)占了大量存儲(chǔ)空間和一半的儲(chǔ)空間和一半的CPU時(shí)間時(shí)間, 成為龐大的軟件怪獸。成為龐大的軟件怪獸。 數(shù)百萬(wàn)行匯編代碼中有成千上萬(wàn)處錯(cuò)誤。數(shù)百萬(wàn)行匯編代碼中有成千上萬(wàn)處錯(cuò)誤。 IBM不斷發(fā)行新的版本試圖更正這些錯(cuò)誤不斷發(fā)行新的版本試圖更正這些錯(cuò)誤, 新

20、版本在更新版本在更正老錯(cuò)誤的同時(shí)又引入新錯(cuò)誤。正老錯(cuò)誤的同時(shí)又引入新錯(cuò)誤。 隨著時(shí)間的流逝隨著時(shí)間的流逝, 錯(cuò)誤的數(shù)量大致保持不變。錯(cuò)誤的數(shù)量大致保持不變。 硬件速度更快，人力較以前昂貴硬件速度更快，人力較以前昂貴 分時(shí)系統(tǒng)的產(chǎn)生分時(shí)系統(tǒng)的產(chǎn)生用戶(hù)需要用戶(hù)需要1)1)交互交互: :所有用戶(hù)看似獨(dú)占全機(jī)所有用戶(hù)看似獨(dú)占全機(jī), ,都能直接修改錯(cuò)都能直接修改錯(cuò) 誤誤, ,及時(shí)進(jìn)行及時(shí)進(jìn)行人人-機(jī)交互。機(jī)交互。2)2)共享共享: :多個(gè)用戶(hù)用便宜終端多個(gè)用戶(hù)用便宜終端, ,共享一臺(tái)計(jì)算機(jī)。共享一臺(tái)計(jì)算機(jī)。3)3)方便方便: :用戶(hù)對(duì)自己的作業(yè)進(jìn)行控制用戶(hù)對(duì)自己的作業(yè)進(jìn)行控制, ,調(diào)試方便。調(diào)試方便。

21、分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)是是一臺(tái)主機(jī)帶多個(gè)終端一臺(tái)主機(jī)帶多個(gè)終端, ,同時(shí)允許同時(shí)允許多個(gè)用戶(hù)用終端多個(gè)用戶(hù)用終端, ,共享一臺(tái)主機(jī)共享一臺(tái)主機(jī), ,每個(gè)用戶(hù)都可每個(gè)用戶(hù)都可以通過(guò)終端方便地以交互方式使用主機(jī)。以通過(guò)終端方便地以交互方式使用主機(jī)。1.2.3 分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)的思想于分時(shí)系統(tǒng)的思想于1959年在麻省理工學(xué)院年在麻省理工學(xué)院(MIT)提出。提出。 每個(gè)用戶(hù)有一個(gè)聯(lián)機(jī)終端。每個(gè)用戶(hù)有一個(gè)聯(lián)機(jī)終端。 分時(shí)系統(tǒng)中分時(shí)系統(tǒng)中, 假設(shè)假設(shè)20個(gè)用戶(hù)登錄個(gè)用戶(hù)登錄, 其中其中17個(gè)在思考或談個(gè)在思考或談?wù)摶蚝瓤Х日摶蚝瓤Х? 則則CPU可給那可給那3個(gè)需要的作業(yè)輪流服務(wù)。個(gè)需要的作業(yè)輪流服務(wù)。

22、 調(diào)試程序的用戶(hù)常常只發(fā)出簡(jiǎn)短的命令調(diào)試程序的用戶(hù)常常只發(fā)出簡(jiǎn)短的命令, 而很少有長(zhǎng)而很少有長(zhǎng)的費(fèi)時(shí)命令。的費(fèi)時(shí)命令。 所以計(jì)算機(jī)能夠?yàn)樵S多用戶(hù)提供交互式快速服務(wù)所以計(jì)算機(jī)能夠?yàn)樵S多用戶(hù)提供交互式快速服務(wù), 同同時(shí)在時(shí)在CPU空閑時(shí)還能在后臺(tái)運(yùn)行大作業(yè)?？臻e時(shí)還能在后臺(tái)運(yùn)行大作業(yè)。1961年年, 第一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)由第一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)由 MIT的的Fernando Corbato 等在一改裝的等在一改裝的IBM 7090/94機(jī)上開(kāi)發(fā)成功機(jī)上開(kāi)發(fā)成功, 當(dāng)時(shí)有當(dāng)時(shí)有32個(gè)個(gè)交互式用戶(hù)。交互式用戶(hù)。 關(guān)鍵問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)方法關(guān)鍵問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)方法 及時(shí)接受及時(shí)接受: 系統(tǒng)配置多路卡系統(tǒng)配置多路卡, 與各終端連結(jié)與

23、各終端連結(jié),每個(gè)終端配置一個(gè)緩沖區(qū)每個(gè)終端配置一個(gè)緩沖區(qū), 暫存接受各用戶(hù)暫存接受各用戶(hù)鍵入的命令和數(shù)據(jù)。鍵入的命令和數(shù)據(jù)。 及時(shí)處理及時(shí)處理(及時(shí)響應(yīng)及時(shí)響應(yīng)): 每個(gè)用戶(hù)鍵入命令后每個(gè)用戶(hù)鍵入命令后, 能控制自己作業(yè)的運(yùn)行能控制自己作業(yè)的運(yùn)行, 并及時(shí)得到處理。并及時(shí)得到處理。各作業(yè)都必須在內(nèi)存各作業(yè)都必須在內(nèi)存, 在響應(yīng)周期內(nèi)都能得在響應(yīng)周期內(nèi)都能得到執(zhí)行。方法是到執(zhí)行。方法是, 將響應(yīng)周期分為很短的時(shí)將響應(yīng)周期分為很短的時(shí)間片間片, 每個(gè)作業(yè)占一個(gè)時(shí)間片輪流執(zhí)行。不每個(gè)作業(yè)占一個(gè)時(shí)間片輪流執(zhí)行。不允許某個(gè)作業(yè)長(zhǎng)期占用處理機(jī)。允許某個(gè)作業(yè)長(zhǎng)期占用處理機(jī)。 解決解決 需要搶占式調(diào)度以保持適

24、當(dāng)?shù)捻憫?yīng)時(shí)間需要搶占式調(diào)度以保持適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)時(shí)間 避免抖動(dòng)避免抖動(dòng)( (程序在內(nèi)存中過(guò)于頻繁的對(duì)換程序在內(nèi)存中過(guò)于頻繁的對(duì)換) ) 需要提供適用的安全檢測(cè)需要提供適用的安全檢測(cè) 與多道批處理相結(jié)合與多道批處理相結(jié)合, 具有具有“前臺(tái)前臺(tái)”和和“后后臺(tái)臺(tái)” 3.帶來(lái)的問(wèn)題帶來(lái)的問(wèn)題 及時(shí)處理及時(shí)處理, , 響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間( (周期周期) )問(wèn)題問(wèn)題 相互之間的影響相互之間的影響 終端上人操作運(yùn)算量變化太大終端上人操作運(yùn)算量變化太大, ,有時(shí)空閑。有時(shí)空閑。 具有具有“前臺(tái)前臺(tái)”和和“后臺(tái)后臺(tái)”的多道分時(shí)系的多道分時(shí)系統(tǒng)統(tǒng) 內(nèi)存中同時(shí)存放多道作業(yè)內(nèi)存中同時(shí)存放多道作業(yè), 道數(shù)和位置都道數(shù)和位置都不

25、固定不固定, 某些道為某些道為“前臺(tái)區(qū)前臺(tái)區(qū)”存放按時(shí)間片調(diào)存放按時(shí)間片調(diào)度的前臺(tái)作業(yè)流度的前臺(tái)作業(yè)流, 其余道為其余道為“后臺(tái)區(qū)后臺(tái)區(qū)”存放批存放批處理作業(yè)流。處理作業(yè)流。 前臺(tái)優(yōu)先前臺(tái)優(yōu)先, 只有當(dāng)前臺(tái)調(diào)進(jìn)調(diào)出或前臺(tái)無(wú)只有當(dāng)前臺(tái)調(diào)進(jìn)調(diào)出或前臺(tái)無(wú)可運(yùn)行的作業(yè)時(shí)才運(yùn)行后臺(tái)作業(yè)。可運(yùn)行的作業(yè)時(shí)才運(yùn)行后臺(tái)作業(yè)。 既有分時(shí)系統(tǒng)既有分時(shí)系統(tǒng)多臺(tái)終端共享主機(jī)交互性好多臺(tái)終端共享主機(jī)交互性好, 又有多道批處理又有多道批處理系統(tǒng)資源利用率高系統(tǒng)資源利用率高的優(yōu)點(diǎn)。的優(yōu)點(diǎn)。4.分時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)分時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn) 多路性多路性: 一臺(tái)主機(jī)同時(shí)聯(lián)接多個(gè)終端一臺(tái)主機(jī)同時(shí)聯(lián)接多個(gè)終端, ,系統(tǒng)按系統(tǒng)按分時(shí)的原則為每個(gè)用戶(hù)服

26、務(wù)分時(shí)的原則為每個(gè)用戶(hù)服務(wù), 共享資源。共享資源。 獨(dú)立性獨(dú)立性: 用戶(hù)各占一個(gè)終端用戶(hù)各占一個(gè)終端, 感覺(jué)像獨(dú)占主機(jī)感覺(jué)像獨(dú)占主機(jī) 及時(shí)性及時(shí)性: 用戶(hù)請(qǐng)求能在容許的響應(yīng)周期內(nèi)及時(shí)用戶(hù)請(qǐng)求能在容許的響應(yīng)周期內(nèi)及時(shí)獲得響應(yīng)獲得響應(yīng), 響應(yīng)周期通常在響應(yīng)周期通常在3秒以?xún)?nèi)。秒以?xún)?nèi)。1) 交互性交互性: 用戶(hù)通過(guò)終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)用戶(hù)通過(guò)終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對(duì)話(huà)對(duì)話(huà), 以請(qǐng)求系統(tǒng)提供多方面的服務(wù)。以請(qǐng)求系統(tǒng)提供多方面的服務(wù)。3.單道批處理系統(tǒng)的典型代表單道批處理系統(tǒng)的典型代表1) MULTICS的災(zāi)難的災(zāi)難 1965年在年在A(yíng)RPA的支持下的支持下MIT、貝爾實(shí)驗(yàn)室和通用電、貝爾實(shí)驗(yàn)室和

27、通用電氣公司決定開(kāi)發(fā)一種氣公司決定開(kāi)發(fā)一種“公用計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)公用計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)”, 希望能同希望能同時(shí)支持整個(gè)波士頓所有的分時(shí)用戶(hù)。系統(tǒng)稱(chēng)時(shí)支持整個(gè)波士頓所有的分時(shí)用戶(hù)。系統(tǒng)稱(chēng) MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service )。 MULTICS設(shè)計(jì)目標(biāo)是：便利的遠(yuǎn)程終端使用，大量設(shè)計(jì)目標(biāo)是：便利的遠(yuǎn)程終端使用，大量終端通過(guò)電話(huà)線(xiàn)接入計(jì)算機(jī)主機(jī)。終端通過(guò)電話(huà)線(xiàn)接入計(jì)算機(jī)主機(jī)。 高可靠的大型文件系統(tǒng)；大容量的用戶(hù)信息共享；高可靠的大型文件系統(tǒng)；大容量的用戶(hù)信息共享；存儲(chǔ)和構(gòu)造層次化信息結(jié)構(gòu)的能力。存儲(chǔ)和構(gòu)造層次化信息結(jié)構(gòu)的能力。 MUL

28、TICS 研制難度超出了所有人預(yù)料研制難度超出了所有人預(yù)料 長(zhǎng)期研制工作達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，長(zhǎng)期研制工作達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，1969年年4月貝爾月貝爾實(shí)驗(yàn)室退出，通用電氣公司也退出了。實(shí)驗(yàn)室退出，通用電氣公司也退出了。 但最終，經(jīng)但最終，經(jīng)過(guò)多年的努力，過(guò)多年的努力，MULTICS 成功地應(yīng)用了。成功地應(yīng)用了。 運(yùn)行運(yùn)行MULTICS的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在九十年代中陸續(xù)被關(guān)閉。的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在九十年代中陸續(xù)被關(guān)閉。 MULTICS引入了許多現(xiàn)代操作系統(tǒng)領(lǐng)域概念雛形，引入了許多現(xiàn)代操作系統(tǒng)領(lǐng)域概念雛形，對(duì)隨后操作系統(tǒng)特別是對(duì)隨后操作系統(tǒng)特別是UNIX的成功有著巨大的影響的成功有著巨大的影響 2) UNIX的成功的

29、成功 1969年貝爾退出了年貝爾退出了MULTICS項(xiàng)目項(xiàng)目, Ken Thompson 和和 Dennis Ritchie (肯肯.湯普森和丹尼斯湯普森和丹尼斯.里奇里奇)想申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)買(mǎi)想申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)買(mǎi)計(jì)算機(jī)做操作系統(tǒng)研究計(jì)算機(jī)做操作系統(tǒng)研究,未批準(zhǔn)。未批準(zhǔn)。 項(xiàng)目無(wú)著落，他們?cè)谝慌_(tái)無(wú)人用的項(xiàng)目無(wú)著落，他們?cè)谝慌_(tái)無(wú)人用的PDP-7上上, 重新擺弄重新擺弄原先在原先在 MULTICS 項(xiàng)目上設(shè)計(jì)的項(xiàng)目上設(shè)計(jì)的“空間旅行空間旅行”游戲。游戲。 為了使游戲能夠在為了使游戲能夠在PDP-7上順利運(yùn)行上順利運(yùn)行, 他們用匯編語(yǔ)言他們用匯編語(yǔ)言陸續(xù)開(kāi)發(fā)了浮點(diǎn)運(yùn)算軟件包、顯示驅(qū)動(dòng)軟件陸續(xù)開(kāi)發(fā)了浮點(diǎn)運(yùn)算軟件包、顯

30、示驅(qū)動(dòng)軟件, 設(shè)計(jì)了文設(shè)計(jì)了文件系統(tǒng)、實(shí)用程序、件系統(tǒng)、實(shí)用程序、shell 和匯編程序。和匯編程序。 1970年年K. Thompson將將BCPL語(yǔ)言簡(jiǎn)化為語(yǔ)言簡(jiǎn)化為B語(yǔ)言語(yǔ)言,并用它并用它改寫(xiě)系統(tǒng)改寫(xiě)系統(tǒng), 起了同起了同 MULTICS發(fā)音相近的名字發(fā)音相近的名字UNIX。 1971年用年用B語(yǔ)言將語(yǔ)言將UNIX正式移植到正式移植到PDP-11上。上。 1972年年D. M. Ritchie將將B語(yǔ)言改進(jìn)為語(yǔ)言改進(jìn)為C語(yǔ)言語(yǔ)言,他們合作用他們合作用C語(yǔ)言改寫(xiě)語(yǔ)言改寫(xiě)90%的的UNIX代碼代碼, 73年完成年完成UNIX v5正式版正式版 UNIX是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的代表。它的安全性、可靠是現(xiàn)

31、代操作系統(tǒng)的代表。它的安全性、可靠性以及強(qiáng)大的功能贏(yíng)得廣大用戶(hù)的信賴(lài)。性以及強(qiáng)大的功能贏(yíng)得廣大用戶(hù)的信賴(lài)。促使促使UNIX系統(tǒng)成功的因素：系統(tǒng)成功的因素： 1) 由于由于UNIX是用是用C語(yǔ)言編寫(xiě)語(yǔ)言編寫(xiě), 因此它是可移植的因此它是可移植的, 是世界上唯一能在筆記本計(jì)算機(jī)、是世界上唯一能在筆記本計(jì)算機(jī)、PC機(jī)、工作站機(jī)、工作站直至巨型機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)。直至巨型機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)。2) 系統(tǒng)源代碼短小精煉非常有效系統(tǒng)源代碼短小精煉非常有效, 系統(tǒng)容易適應(yīng)各系統(tǒng)容易適應(yīng)各種特殊的需求。種特殊的需求。3) 也是最重要的一點(diǎn)也是最重要的一點(diǎn), 它是一個(gè)良好的、通用的、它是一個(gè)良好的、通用的、多用戶(hù)、

32、多任務(wù)、分時(shí)操作系統(tǒng)。多用戶(hù)、多任務(wù)、分時(shí)操作系統(tǒng)。Ken Thompson 和和 Dennis Ritchie1983年獲圖靈獎(jiǎng)年獲圖靈獎(jiǎng) 1999年年4月獲美國(guó)國(guó)家技術(shù)金獎(jiǎng)月獲美國(guó)國(guó)家技術(shù)金獎(jiǎng)1. 需要實(shí)時(shí)處理需要實(shí)時(shí)處理(及時(shí)及時(shí))實(shí)時(shí)控制：實(shí)時(shí)控制：生產(chǎn)過(guò)程控制生產(chǎn)過(guò)程控制, 武器控制武器控制, 宇航自動(dòng)宇航自動(dòng)控制?？刂?。實(shí)時(shí)信息處理：實(shí)時(shí)信息處理：飛機(jī)訂票系統(tǒng)飛機(jī)訂票系統(tǒng), 情報(bào)檢索系統(tǒng)情報(bào)檢索系統(tǒng), 期貨、股票交易系統(tǒng)。期貨、股票交易系統(tǒng)。2.實(shí)時(shí)任務(wù)實(shí)時(shí)任務(wù) 周期性和非周期性實(shí)時(shí)任務(wù)周期性和非周期性實(shí)時(shí)任務(wù)(開(kāi)始、完成截至?xí)r間開(kāi)始、完成截至?xí)r間) 硬實(shí)時(shí)任務(wù)、軟實(shí)時(shí)任務(wù)硬實(shí)時(shí)任

33、務(wù)、軟實(shí)時(shí)任務(wù)(按截至?xí)r間劃分按截至?xí)r間劃分)3.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特征實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特征 多路性、獨(dú)立性、多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性及時(shí)性、交互性、交互性、可靠性可靠性 實(shí)時(shí)系統(tǒng)除了與分時(shí)系統(tǒng)相似的特征外對(duì)系實(shí)時(shí)系統(tǒng)除了與分時(shí)系統(tǒng)相似的特征外對(duì)系統(tǒng)的統(tǒng)的及時(shí)性和可靠性及時(shí)性和可靠性要求更高。要求更高。1.2.4 實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng) 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) 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) 嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)1.2.5 其它操作系統(tǒng)其它操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)在某一時(shí)間內(nèi)為單用戶(hù)服務(wù)計(jì)算機(jī)在某一時(shí)間內(nèi)為單用戶(hù)服務(wù), ,其追求目標(biāo)是其追求目標(biāo)是界面友好界面友好，使用方便使用方便

34、，豐富的應(yīng)用軟件豐富的應(yīng)用軟件1. 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) (單用戶(hù)多任務(wù)單用戶(hù)多任務(wù))個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的典型代表個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的典型代表1）微軟）微軟MS DOS和和IBM PC DOS 個(gè)人計(jì)算機(jī)的成功個(gè)人計(jì)算機(jī)的成功, 逼得逼得 IBM 采取緊急戰(zhàn)略行動(dòng)采取緊急戰(zhàn)略行動(dòng), 決決定要在定要在1980年盡快生產(chǎn)出微型計(jì)算機(jī)年盡快生產(chǎn)出微型計(jì)算機(jī), 以應(yīng)付挑戰(zhàn)。以應(yīng)付挑戰(zhàn)。 但沒(méi)有操作系統(tǒng)不行但沒(méi)有操作系統(tǒng)不行, 要想快要想快, 機(jī)遇落到了微軟公司。機(jī)遇落到了微軟公司。 在關(guān)鍵時(shí)刻，開(kāi)發(fā)新操作系統(tǒng)時(shí)間和人手上已經(jīng)不可在關(guān)鍵時(shí)刻，開(kāi)發(fā)新操作系統(tǒng)時(shí)間和人手上已經(jīng)不可能能, 微軟

35、找到西雅圖計(jì)算機(jī)產(chǎn)品公司微軟找到西雅圖計(jì)算機(jī)產(chǎn)品公司, 達(dá)成由微軟經(jīng)銷(xiāo)達(dá)成由微軟經(jīng)銷(xiāo)西雅圖計(jì)算機(jī)產(chǎn)品公司的西雅圖計(jì)算機(jī)產(chǎn)品公司的 QDOS 操作系統(tǒng)的協(xié)議。操作系統(tǒng)的協(xié)議。 當(dāng)時(shí)西雅圖公司并不知道當(dāng)時(shí)西雅圖公司并不知道QDOS 將被轉(zhuǎn)賣(mài)給將被轉(zhuǎn)賣(mài)給 IBM , 否則歷史將會(huì)怎樣演變否則歷史將會(huì)怎樣演變, 誰(shuí)也無(wú)法知曉。誰(shuí)也無(wú)法知曉。 IBM在在1981年推出個(gè)人計(jì)算機(jī)年推出個(gè)人計(jì)算機(jī) IBM PC, 宣布了個(gè)人計(jì)宣布了個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)算機(jī)操作系統(tǒng) PC DOS ( MS DOS )。 隨著隨著 IBM PC 和和 MS DOS 普及普及, CP/M逐漸走向下坡路逐漸走向下坡路 MS DOS有

36、優(yōu)良的文件系統(tǒng)有優(yōu)良的文件系統(tǒng), 但受到但受到 Intel x86 體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)的限制的限制; 缺乏以硬件為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制。缺乏以硬件為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制。 它屬于單用戶(hù)單任務(wù)操作系統(tǒng)。它屬于單用戶(hù)單任務(wù)操作系統(tǒng)。 從從1981的的 1.0版到版到1998年在年在Windows 95/98之下的之下的7.0版，版，MS DOS歷經(jīng)了歷經(jīng)了16個(gè)年頭。個(gè)年頭。 迄今仍有迄今仍有MS DOS愛(ài)好者繼續(xù)開(kāi)發(fā)各種愛(ài)好者繼續(xù)開(kāi)發(fā)各種DOS軟件產(chǎn)品。軟件產(chǎn)品。2）拯救蘋(píng)果公司的）拯救蘋(píng)果公司的Macintosh(MAC OS) 在推出在推出IBM PC機(jī)后機(jī)后, 市場(chǎng)卷起一股龍卷風(fēng)。市場(chǎng)卷起一股龍

37、卷風(fēng)。 IBM自己也沒(méi)有料到產(chǎn)品會(huì)有如此巨大的成功。自己也沒(méi)有料到產(chǎn)品會(huì)有如此巨大的成功。 IBM的成功說(shuō)明必有其他公司失敗。甚至連蘋(píng)果公的成功說(shuō)明必有其他公司失敗。甚至連蘋(píng)果公司也遇到了問(wèn)題，銷(xiāo)售數(shù)量落到了蘭色巨人的后面。司也遇到了問(wèn)題，銷(xiāo)售數(shù)量落到了蘭色巨人的后面。 蘋(píng)果公司的蘋(píng)果公司的Lisa機(jī)遭到失敗機(jī)遭到失敗, Apple III型也遭到失敗型也遭到失敗 分析家們認(rèn)為，在微機(jī)市場(chǎng)上的戰(zhàn)斗似乎蘭色巨人分析家們認(rèn)為，在微機(jī)市場(chǎng)上的戰(zhàn)斗似乎蘭色巨人要嬴了。要嬴了。 IBM曾夸下海口曾夸下?？?0年內(nèi)將使兼容機(jī)廠(chǎng)家不年內(nèi)將使兼容機(jī)廠(chǎng)家不超過(guò)超過(guò)10家。家。施樂(lè)施樂(lè) Palo Alto 研究中

38、心研究中心-70年代的計(jì)算機(jī)研究思想庫(kù)年代的計(jì)算機(jī)研究思想庫(kù) 世界上第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)世界上第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī) Alto，1972年在這年在這里出現(xiàn)。里出現(xiàn)。 圖形界面圖形界面, 手持鼠標(biāo)手持鼠標(biāo), 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) 微機(jī)網(wǎng)絡(luò)，桌面出版和激光打印等等。微機(jī)網(wǎng)絡(luò)，桌面出版和激光打印等等。 有先進(jìn)概念和技術(shù)的原型都首次出現(xiàn)在這里。有先進(jìn)概念和技術(shù)的原型都首次出現(xiàn)在這里。 1979年蘋(píng)果公司允許施樂(lè)公司購(gòu)買(mǎi)一百萬(wàn)股的年蘋(píng)果公司允許施樂(lè)公司購(gòu)買(mǎi)一百萬(wàn)股的蘋(píng)果公司股票。蘋(píng)果公司股票。 作為回報(bào)，施樂(lè)公司允許蘋(píng)果公司的少數(shù)人作為回報(bào)，施樂(lè)公司允許蘋(píng)果公司的少數(shù)人員，包括喬布斯，在有限的時(shí)間內(nèi)考

39、察施樂(lè)公司員，包括喬布斯，在有限的時(shí)間內(nèi)考察施樂(lè)公司Palo Alto研究中心內(nèi)部，并同該思想庫(kù)的研究人研究中心內(nèi)部，并同該思想庫(kù)的研究人員交談。員交談。 蘋(píng)果公司對(duì)蘋(píng)果公司對(duì)Palo Alto研究中心內(nèi)的技術(shù)大感研究中心內(nèi)的技術(shù)大感吃驚吃驚, 他們更吃驚的是他們更吃驚的是, 施樂(lè)公司在擁有這些寶貴施樂(lè)公司在擁有這些寶貴技術(shù)的同時(shí)竟然什么也沒(méi)有做！技術(shù)的同時(shí)竟然什么也沒(méi)有做！ 對(duì)對(duì)Palo Alto研究中心這些科學(xué)家們而言，蘋(píng)果研究中心這些科學(xué)家們而言，蘋(píng)果公司的人是他們第一次遇到真正理解他們技術(shù)公司的人是他們第一次遇到真正理解他們技術(shù)的人。的人。 這些科學(xué)家們后來(lái)有的去了蘋(píng)果公司，微軟公這些

40、科學(xué)家們后來(lái)有的去了蘋(píng)果公司，微軟公司，有的最終創(chuàng)辦了自己的公司。司，有的最終創(chuàng)辦了自己的公司。 在訪(fǎng)問(wèn)的基礎(chǔ)上，蘋(píng)果決定立即開(kāi)發(fā)采用這些在訪(fǎng)問(wèn)的基礎(chǔ)上，蘋(píng)果決定立即開(kāi)發(fā)采用這些新技術(shù)的個(gè)人計(jì)算機(jī)。新技術(shù)的個(gè)人計(jì)算機(jī)。 蘋(píng)果公司已看到蘋(píng)果公司已看到 IBM PC機(jī)的技術(shù)有多么糟糕，機(jī)的技術(shù)有多么糟糕，但他們賣(mài)得又是特別的好。但他們賣(mài)得又是特別的好。MAC OS、鼠標(biāo)的新型個(gè)人計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)的新型個(gè)人計(jì)算機(jī) 1984年，人們看到一則廣告：年，人們看到一則廣告：“What was that?”和和對(duì)對(duì)Macintosh的介紹的介紹, 這是配有圖形界面操作系統(tǒng)這是配有圖形界面操作系統(tǒng) MAC OS和鼠

41、標(biāo)的新型個(gè)人計(jì)算機(jī)。和鼠標(biāo)的新型個(gè)人計(jì)算機(jī)。 MAC機(jī)一上市立即在市場(chǎng)上獲得極大的成功。機(jī)一上市立即在市場(chǎng)上獲得極大的成功。 當(dāng)年比爾當(dāng)年比爾.蓋茨都說(shuō)，這是一臺(tái)他的媽媽也能使用的蓋茨都說(shuō)，這是一臺(tái)他的媽媽也能使用的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)。 Macintosh 把蘋(píng)果公司從連續(xù)的失敗中拯救出來(lái)蘋(píng)把蘋(píng)果公司從連續(xù)的失敗中拯救出來(lái)蘋(píng)果公司又開(kāi)始向前發(fā)展。果公司又開(kāi)始向前發(fā)展。正是正是Mac先進(jìn)圖形界面操作系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)圖形界面操作系統(tǒng)技術(shù), 超前超前PC機(jī)若干機(jī)若干年，造就了一批蘋(píng)果的忠實(shí)追隨者。年，造就了一批蘋(píng)果的忠實(shí)追隨者。3）一波三折的）一波三折的微軟微軟Windows操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 1983年年1

42、0月月, PC機(jī)競(jìng)爭(zhēng)廠(chǎng)家的圖形界面相關(guān)產(chǎn)品上市。機(jī)競(jìng)爭(zhēng)廠(chǎng)家的圖形界面相關(guān)產(chǎn)品上市。 面對(duì)市場(chǎng)壓力，比爾面對(duì)市場(chǎng)壓力，比爾.蓋茨在蓋茨在1983年年11月月10日宣布推出日宣布推出Windows操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)。 然而宣布容易，交貨就不簡(jiǎn)單了然而宣布容易，交貨就不簡(jiǎn)單了, Windows交貨期的災(zāi)交貨期的災(zāi)難，成了當(dāng)年計(jì)算機(jī)界的笑柄。難，成了當(dāng)年計(jì)算機(jī)界的笑柄。 直到直到1985年年11月月20日日, Windows 1.0才正式上市。才正式上市。Windows的歷史記錄的歷史記錄 Windows在當(dāng)時(shí)微軟歷史上創(chuàng)了幾個(gè)記錄：延遲交貨在當(dāng)時(shí)微軟歷史上創(chuàng)了幾個(gè)記錄：延遲交貨次數(shù)最多，投入開(kāi)發(fā)人員

43、最多，開(kāi)發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)，更換次數(shù)最多，投入開(kāi)發(fā)人員最多，開(kāi)發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)，更換主管人員最多。主管人員最多。 不過(guò)幾年之后，不過(guò)幾年之后，Windows終于創(chuàng)造了銷(xiāo)售成績(jī)最佳的終于創(chuàng)造了銷(xiāo)售成績(jī)最佳的歷史記錄。歷史記錄。 1992年年4月推出月推出Windows 3.1, 1993年年5月月Windows NT Windows 95,Windows CE,Windows 98,Windows 2000 個(gè)人計(jì)算機(jī)采用個(gè)人計(jì)算機(jī)采用 Windows 占占 90以上以上, 微軟公司成微軟公司成了壟斷了壟斷 PC 軟件行業(yè)的同義詞。軟件行業(yè)的同義詞。它是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的它是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的, ,是在各種計(jì)算機(jī)

44、操作系統(tǒng)上是在各種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上, ,按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的軟件按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的軟件, ,包括網(wǎng)絡(luò)管理包括網(wǎng)絡(luò)管理, ,通信通信, ,安全安全, ,資源共享資源共享和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。目標(biāo)：是相互目標(biāo)：是相互通信通信及資源及資源共享共享2. 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用程序應(yīng)用程序 通信軟件通信軟件（協(xié)議支持）（協(xié)議支持）單機(jī)單機(jī)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)用戶(hù)應(yīng)用程序用戶(hù)應(yīng)用程序局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 通信軟件通信軟件（協(xié)議支持）（協(xié)議支持） 它基于兩種環(huán)境它基于兩種環(huán)境: 多處理器多處理器(CPU)系統(tǒng)或多計(jì)算機(jī)

45、系統(tǒng)系統(tǒng)或多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)), 是網(wǎng)絡(luò)操是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)更高級(jí)的形式作系統(tǒng)更高級(jí)的形式, 保持了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的全部功能保持了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的全部功能 分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)特征特征: :1). 分布性分布性: 功能分布和功能分布和任務(wù)分布任務(wù)分布2). 自治性自治性: 分布式系統(tǒng)的多個(gè)主機(jī)處于平等地位分布式系統(tǒng)的多個(gè)主機(jī)處于平等地位,無(wú)無(wú)主從關(guān)系主從關(guān)系3). 模塊性模塊性: 由若干個(gè)結(jié)構(gòu)相同功能相同的單元組成由若干個(gè)結(jié)構(gòu)相同功能相同的單元組成4). 并行性并行性: 一個(gè)作業(yè)的諸任務(wù)分配到多個(gè)處理單元一個(gè)作業(yè)的諸任務(wù)分配到多個(gè)處理單元進(jìn)行并行處理。進(jìn)行并行處理。3. 分布式操作系統(tǒng)分布式操作系

46、統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)和分布式的區(qū)別網(wǎng)絡(luò)和分布式的區(qū)別1) 分布式系統(tǒng)的各個(gè)計(jì)算機(jī)之間處于平等地分布式系統(tǒng)的各個(gè)計(jì)算機(jī)之間處于平等地 位位無(wú)主從關(guān)系無(wú)主從關(guān)系；網(wǎng)絡(luò)有一些主從關(guān)系；網(wǎng)絡(luò)有一些主從關(guān)系2) 分布式系統(tǒng)資源為所有用戶(hù)共享；分布式系統(tǒng)資源為所有用戶(hù)共享； 而網(wǎng)絡(luò)有限制地共享而網(wǎng)絡(luò)有限制地共享3) 分布式系統(tǒng)中一項(xiàng)任務(wù)可分給若干處理單分布式系統(tǒng)中一項(xiàng)任務(wù)可分給若干處理單元元相互協(xié)作共同完成；相互協(xié)作共同完成； 而網(wǎng)絡(luò)往往是各司其責(zé)而網(wǎng)絡(luò)往往是各司其責(zé) 分布式分布式OS的功能：的功能：1) 進(jìn)程遷移進(jìn)程遷移 2) 分布式同步分布式同步3) 任務(wù)分配任務(wù)分配 4) 資源管理資源管理 什么是嵌入式系統(tǒng)？什

47、么是嵌入式系統(tǒng)？ 在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中, 完成專(zhuān)用的特定功完成專(zhuān)用的特定功能的軟硬件系統(tǒng)能的軟硬件系統(tǒng); 它們是某大設(shè)備它們是某大設(shè)備, 裝置或系統(tǒng)中的裝置或系統(tǒng)中的一部分一部分, 這個(gè)設(shè)備裝置或系統(tǒng)可以不是這個(gè)設(shè)備裝置或系統(tǒng)可以不是“計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)”。 通常工作在應(yīng)答式或?qū)μ幚頃r(shí)間有較嚴(yán)格要求通常工作在應(yīng)答式或?qū)μ幚頃r(shí)間有較嚴(yán)格要求的環(huán)境中。的環(huán)境中。 由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中, 因因此稱(chēng)之為嵌入式系統(tǒng)。此稱(chēng)之為嵌入式系統(tǒng)。4. 嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)典型的嵌入式系統(tǒng)典型的嵌入式系統(tǒng) 在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中

48、在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中, 完成專(zhuān)用的特定功完成專(zhuān)用的特定功能的軟硬件系統(tǒng)能的軟硬件系統(tǒng); 它們是某大設(shè)備它們是某大設(shè)備, 裝置或系統(tǒng)中的裝置或系統(tǒng)中的一部分一部分, 這個(gè)設(shè)備裝置或系統(tǒng)可以不是這個(gè)設(shè)備裝置或系統(tǒng)可以不是“計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)”。 通常工作在應(yīng)答式或?qū)μ幚頃r(shí)間有較嚴(yán)格要求通常工作在應(yīng)答式或?qū)μ幚頃r(shí)間有較嚴(yán)格要求的環(huán)境中。的環(huán)境中。 由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中, 因因此稱(chēng)之為嵌入式系統(tǒng)。此稱(chēng)之為嵌入式系統(tǒng)。典型的嵌入式系統(tǒng)典型的嵌入式系統(tǒng)軟件軟件FPGA/ASIC存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器傳感器傳感器A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)人機(jī)接口

49、人機(jī)接口診斷端口診斷端口附加系統(tǒng)附加系統(tǒng)電源冷卻電源冷卻CPU機(jī)電備份與安全機(jī)電備份與安全外部環(huán)境外部環(huán)境 嵌入式操作系統(tǒng)是運(yùn)行在嵌入式智能芯片嵌入式操作系統(tǒng)是運(yùn)行在嵌入式智能芯片環(huán)境中的系統(tǒng)軟件，它對(duì)整個(gè)智能芯片以及所環(huán)境中的系統(tǒng)軟件，它對(duì)整個(gè)智能芯片以及所控制的各種部件裝置等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)控制的各種部件裝置等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)度、指揮和控制；使它們按預(yù)先設(shè)計(jì)的步驟有度、指揮和控制；使它們按預(yù)先設(shè)計(jì)的步驟有條不紊的工作。條不紊的工作。嵌入式系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)中的OSOS，稱(chēng)為嵌入式操作系統(tǒng)，稱(chēng)為嵌入式操作系統(tǒng)專(zhuān)用門(mén)陣列專(zhuān)用門(mén)陣列模擬模擬I/O處理器核處理器核存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器典型嵌入式操作

50、系統(tǒng)的特性典型嵌入式操作系統(tǒng)的特性 專(zhuān)用性：完成專(zhuān)用的有限功能專(zhuān)用性：完成專(zhuān)用的有限功能; ;不是通用型的不是通用型的 在性能和實(shí)時(shí)性方面有嚴(yán)格的限制在性能和實(shí)時(shí)性方面有嚴(yán)格的限制 能源、成本和可靠性通常是影響設(shè)計(jì)的重要能源、成本和可靠性通常是影響設(shè)計(jì)的重要因素因素 占有資源少、易于連接占有資源少、易于連接 系統(tǒng)功能可針對(duì)需求進(jìn)行裁剪、調(diào)整和生成系統(tǒng)功能可針對(duì)需求進(jìn)行裁剪、調(diào)整和生成 以便滿(mǎn)足最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求以便滿(mǎn)足最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境 通常配有源碼級(jí)可配置的系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)通常配有源碼級(jí)可配置的系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 豐富的同步原語(yǔ)豐富的同步原語(yǔ) 可選擇的調(diào)度算

51、法可選擇的調(diào)度算法 可選擇內(nèi)存分配策略可選擇內(nèi)存分配策略 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器定時(shí)器與計(jì)數(shù)器 多方式中斷處理支持多方式中斷處理支持 多種異常處理選擇多種異常處理選擇 多種通信方式支持多種通信方式支持 標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言庫(kù) 數(shù)學(xué)運(yùn)算庫(kù)和開(kāi)放式應(yīng)用程序接口數(shù)學(xué)運(yùn)算庫(kù)和開(kāi)放式應(yīng)用程序接口嵌入計(jì)算的各種應(yīng)用特點(diǎn)：嵌入計(jì)算的各種應(yīng)用特點(diǎn)：掌上電腦：掌上電腦：運(yùn)算速度：運(yùn)算速度：100 KIPS100 KIPS 在大小上優(yōu)化、支持手寫(xiě)、低能耗在大小上優(yōu)化、支持手寫(xiě)、低能耗工業(yè)設(shè)備：工業(yè)設(shè)備：運(yùn)算速度：運(yùn)算速度：1 MIPS1 MIPS安全優(yōu)先，控制流程為主安全優(yōu)先，控制流程為主軍事裝備：軍事裝備：運(yùn)算速度運(yùn)算速

52、度 ：1 GFLOPS 1 GFLOPS 可靠性最重要可靠性最重要嵌入式操作系統(tǒng)的代表嵌入式操作系統(tǒng)的代表: VxWorks VxWorks支持各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括支持各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括POSIX, ANSI C和和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 VxWorks運(yùn)行系統(tǒng)的核心是一高效率的微內(nèi)核。運(yùn)行系統(tǒng)的核心是一高效率的微內(nèi)核。 微內(nèi)核支持各種實(shí)時(shí)功能，包括快速多任務(wù)處理，微內(nèi)核支持各種實(shí)時(shí)功能，包括快速多任務(wù)處理，中斷支持，搶占式和輪轉(zhuǎn)式調(diào)度。中斷支持，搶占式和輪轉(zhuǎn)式調(diào)度。 微內(nèi)核設(shè)計(jì)減輕了系統(tǒng)負(fù)載并可快速響應(yīng)外部事件。微內(nèi)核設(shè)計(jì)減輕了系統(tǒng)負(fù)載并可快速響應(yīng)外部事件。 從只需幾千字節(jié)存儲(chǔ)器的深

53、嵌式產(chǎn)品設(shè)計(jì)到復(fù)雜高從只需幾千字節(jié)存儲(chǔ)器的深嵌式產(chǎn)品設(shè)計(jì)到復(fù)雜高端實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)人員有八十多個(gè)選件并可構(gòu)成端實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)人員有八十多個(gè)選件并可構(gòu)成上百個(gè)不同的配置。上百個(gè)不同的配置。 90年代末期，電子商務(wù)發(fā)展刺激對(duì)計(jì)算能力的要求，年代末期，電子商務(wù)發(fā)展刺激對(duì)計(jì)算能力的要求，導(dǎo)致大型機(jī)市場(chǎng)的再度升溫。導(dǎo)致大型機(jī)市場(chǎng)的再度升溫。 三十年的改進(jìn)三十年的改進(jìn), IBM S/390已成為有高可靠性、可擴(kuò)展已成為有高可靠性、可擴(kuò)展性、及安全可用性的現(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。性、及安全可用性的現(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 支持支持 UNIX 95標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn), UNIX 應(yīng)用程序可在應(yīng)用程序可在 IBM OS/3

54、90上運(yùn)行。上運(yùn)行。 同時(shí)還可繼續(xù)運(yùn)行同時(shí)還可繼續(xù)運(yùn)行S/390應(yīng)用程序，包括應(yīng)用程序，包括S/370上開(kāi)發(fā)上開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序。的應(yīng)用程序。 包括包括TCP/IP的多種通信協(xié)議，具有高網(wǎng)絡(luò)安全性。的多種通信協(xié)議，具有高網(wǎng)絡(luò)安全性。 采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、并行處理、分布式處理以及采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、并行處理、分布式處理以及客戶(hù)機(jī)客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器技術(shù)，具有較強(qiáng)的互操作性、可移植性服務(wù)器技術(shù)，具有較強(qiáng)的互操作性、可移植性與可擴(kuò)展性。與可擴(kuò)展性。5.大型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的代表大型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的代表: IBM OS/390 由于歷史淵源，由于歷史淵源，OS/390有不同的系統(tǒng)運(yùn)行方式有不同的系統(tǒng)運(yùn)行方式:

55、 S/370本機(jī)模式本機(jī)模式, 支持原先在支持原先在S/370運(yùn)行的程序。運(yùn)行的程序。 ESA/390模式模式, 支持支持10個(gè)個(gè)240M處理器內(nèi)存和處理器內(nèi)存和256個(gè)通道個(gè)通道 ESA/390 LPAR模式模式, 系統(tǒng)可分成最多十個(gè)部分系統(tǒng)可分成最多十個(gè)部分, 每個(gè)每個(gè)部分有自己的部分有自己的CPU, 存儲(chǔ)器和通道存儲(chǔ)器和通道, 且分別運(yùn)行不同的且分別運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)操作系統(tǒng), 如如S/370, ESA/370 和和ESA/390等。等。 在在PC機(jī)時(shí)代，人們?cè)?jīng)估計(jì)大型計(jì)算機(jī)會(huì)衰亡。機(jī)時(shí)代，人們?cè)?jīng)估計(jì)大型計(jì)算機(jī)會(huì)衰亡。 IBM S/390是大型計(jì)算機(jī)復(fù)活的一個(gè)典型是大型計(jì)算機(jī)復(fù)活的一

56、個(gè)典型 那么那么, 在在21世紀(jì)的世紀(jì)的Internet和后和后PC的時(shí)代的時(shí)代, 大型機(jī)還大型機(jī)還會(huì)有什么演化，只有讓時(shí)間來(lái)說(shuō)明。會(huì)有什么演化，只有讓時(shí)間來(lái)說(shuō)明。 1990年秋天，年秋天，Linus在芬蘭首都赫爾辛基大學(xué)學(xué)習(xí)操在芬蘭首都赫爾辛基大學(xué)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程，因?yàn)樯蠙C(jī)需要排隊(duì)等待，作系統(tǒng)課程，因?yàn)樯蠙C(jī)需要排隊(duì)等待，Linus買(mǎi)了臺(tái)買(mǎi)了臺(tái)PC機(jī)，開(kāi)發(fā)了第一個(gè)程序，程序包括兩個(gè)進(jìn)程，向屏機(jī)，開(kāi)發(fā)了第一個(gè)程序，程序包括兩個(gè)進(jìn)程，向屏幕上寫(xiě)字母，然后用定時(shí)器來(lái)切換進(jìn)程。幕上寫(xiě)字母，然后用定時(shí)器來(lái)切換進(jìn)程。 Linus需要終端仿真程序來(lái)存取需要終端仿真程序來(lái)存取Usenet新聞組的內(nèi)容，新聞組的

57、內(nèi)容，于是他寫(xiě)了從調(diào)制解調(diào)器上接發(fā)信息的程序以及顯示于是他寫(xiě)了從調(diào)制解調(diào)器上接發(fā)信息的程序以及顯示器、鍵盤(pán)和調(diào)制解調(diào)器的驅(qū)動(dòng)程序。器、鍵盤(pán)和調(diào)制解調(diào)器的驅(qū)動(dòng)程序。 然后寫(xiě)了磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序，文件系統(tǒng)，一旦有了進(jìn)程然后寫(xiě)了磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序，文件系統(tǒng)，一旦有了進(jìn)程切換、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)然就擁有了一個(gè)切換、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)然就擁有了一個(gè)操作系統(tǒng)原型，或者至少是它的一個(gè)內(nèi)核。操作系統(tǒng)原型，或者至少是它的一個(gè)內(nèi)核。 Linux就以這樣極其古怪但也極其自然式問(wèn)世。就以這樣極其古怪但也極其自然式問(wèn)世。6. Internet時(shí)代與時(shí)代與Linux1.3 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的基本特性現(xiàn)代操作系統(tǒng)的基本特性

58、1. 并發(fā)并發(fā)(concurrence) 計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存在多個(gè)程序計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存在多個(gè)程序, 宏觀(guān)上宏觀(guān)上這些程序是同時(shí)在執(zhí)行的這些程序是同時(shí)在執(zhí)行的, 但在微觀(guān)上任何時(shí)但在微觀(guān)上任何時(shí)刻只有一個(gè)程序在執(zhí)行。即微觀(guān)上這些程序在刻只有一個(gè)程序在執(zhí)行。即微觀(guān)上這些程序在CPU上輪流執(zhí)行。上輪流執(zhí)行。 注意它和并行的區(qū)別注意它和并行的區(qū)別, 并行是多個(gè)程序在并行是多個(gè)程序在不同的硬件上同時(shí)執(zhí)行不同的硬件上同時(shí)執(zhí)行, 即在微觀(guān)上這些程序即在微觀(guān)上這些程序也是真正的同時(shí)執(zhí)行。也是真正的同時(shí)執(zhí)行。2. 共享共享(sharing) 操作系統(tǒng)與多個(gè)用戶(hù)的程序共同使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作系統(tǒng)與多個(gè)用戶(hù)的程序共

59、同使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源中的資源(硬件和軟件硬件和軟件)。兩種資源共享方式。兩種資源共享方式:互斥共享方式和同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)方式互斥共享方式和同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)方式3. 虛擬虛擬(Virtual) 把一個(gè)物理時(shí)體把一個(gè)物理時(shí)體“虛擬虛擬”為多個(gè)邏輯體，如：為多個(gè)邏輯體，如： 虛擬處理機(jī)、虛擬內(nèi)存、虛擬設(shè)備和虛擬信道。虛擬處理機(jī)、虛擬內(nèi)存、虛擬設(shè)備和虛擬信道。4. 異步性異步性(asynchronism)(不確定性不確定性) 多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí), 各進(jìn)程都是以走走停停的方各進(jìn)程都是以走走停停的方式運(yùn)行式運(yùn)行, 運(yùn)行順序無(wú)法預(yù)測(cè)運(yùn)行順序無(wú)法預(yù)測(cè), 即進(jìn)程以異步方式運(yùn)行。即進(jìn)程以異步方式運(yùn)行。 因此

60、因此, 操作系統(tǒng)必須隨時(shí)對(duì)以不可預(yù)測(cè)的不確定的操作系統(tǒng)必須隨時(shí)對(duì)以不可預(yù)測(cè)的不確定的次序隨機(jī)發(fā)生的事件進(jìn)行響應(yīng)。次序隨機(jī)發(fā)生的事件進(jìn)行響應(yīng)。1.4 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的功能現(xiàn)代操作系統(tǒng)的功能 1. 處理機(jī)管理處理機(jī)管理進(jìn)程控制、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信、進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程控制、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信、進(jìn)程調(diào)度 2. 內(nèi)存管理內(nèi)存管理內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射、內(nèi)存擴(kuò)充內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射、內(nèi)存擴(kuò)充 3. 設(shè)備管理設(shè)備管理設(shè)備分配設(shè)備分配,緩沖管理緩沖管理,設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng), 虛擬設(shè)備虛擬設(shè)備 4. 文件管理文件管理文件存儲(chǔ)空間管理、目錄管理、讀寫(xiě)管理、文件保護(hù)文件存儲(chǔ)空間管理、目錄管理、讀寫(xiě)管理、文件保護(hù) 5.