ch1-12操作系統(tǒng)形成和發(fā)展ppt課件

1、1.2 操作系統(tǒng)的開展和構(gòu)成 1.2.1 人工操作階段 1.2.2管理程序階段 1.2.3多道程序設(shè)計與操作系統(tǒng)的構(gòu)成 1.2.4 操作系統(tǒng)的分類.1.2.1 人工操作階段算題過程人工把源程序用穿孔機穿制在卡片或紙帶上將預(yù)備好的匯編解釋程序或編譯系統(tǒng)裝入計算機匯編程序或編譯系統(tǒng)讀入人工裝在輸入機上的穿孔卡或穿孔帶執(zhí)行匯編過程或編譯過程，產(chǎn)生目的程序，并輸出目的卡片迭或紙帶經(jīng)過引導(dǎo)程序把裝在輸入機上的目的程序讀入計算機啟動目的程序執(zhí)行，從輸入機上讀入人工裝好的數(shù)據(jù)卡或數(shù)據(jù)帶產(chǎn)生計算結(jié)果，執(zhí)行結(jié)果從打印機上或卡片機上輸出.人工操作階段的缺陷用戶上機獨占全機資源，呵斥資源利用率不高，系統(tǒng)效率低下手工

2、操作多，浪費處置機時間，也極易發(fā)生過失數(shù)據(jù)的輸入，程序的執(zhí)行、結(jié)果的輸出均聯(lián)機進展，從上機到下機的時間拉得非常長.1.2.2管理程序階段(1) 任務(wù)流程如下： 操作員集中一批用戶提交的作業(yè)，由管理程序?qū)⒆鳂I(yè)從紙帶或卡片機輸入到磁帶上，每當一批作業(yè)輸入完成后，管理程序自動把磁帶上的第一個作業(yè)裝入主存，并把控制權(quán)交給作業(yè)。當該作業(yè)執(zhí)行完成后，作業(yè)又把控制權(quán)繳回管理程序，管理程序再調(diào)入磁帶上的第二個作業(yè)到主存執(zhí)行 .管理程序階段(2)管理程序主存組織中 斷 處 理設(shè) 備 驅(qū) 動作 業(yè) 定 序命令和JCL言語解釋器用戶程序區(qū).管理程序階段(3) 管理程序的主要功能:自動控制和處置作業(yè)流 提供一套操作命

3、令 提供設(shè)備驅(qū)動和I/O控制功能 提供庫程序和程序裝配功能 提供簡單的文件管理功能 .管理程序階段(4) 程序算題過程 管理程序還有未處置作業(yè)取下一個作業(yè)步控制卡讀Job卡登記新作業(yè)End作業(yè)卡回收資源撤離作業(yè)執(zhí)行作業(yè)步作業(yè)步正常終了分析緣由 作相應(yīng)處置作業(yè)繼續(xù)執(zhí)行轉(zhuǎn)向某作業(yè)步SSSFFF終了.1.2.3多道程序設(shè)計與操作系統(tǒng)構(gòu)成1.多道程序設(shè)計的概念中斷與通道多道程序設(shè)計是指允許多個程序同時進入一個計算機系統(tǒng)的主存儲器并啟動進展計算的方法 從宏觀上看:從微觀上看:引入多道程序設(shè)計技術(shù)的目的:. 多道程序設(shè)計例(1)單道算題運轉(zhuǎn)時處置器的運用效率 P1= 78,52,20 78輸入機處置器磁帶

4、機130150228280300378430450時 間. 多道程序設(shè)計例(2) 兩道算題運轉(zhuǎn)時處置器的運用效率 P1= 78,52,20 P2= 20,42,88 78輸入機處置器磁帶機1130150228280300378430450時 間磁帶機2打印機P1P2P1P2.多道程序設(shè)計的效果(1)52 /78十52十20 35%52+42/ 150 63. 多道程序設(shè)計的效果(2)采用多道程序設(shè)計提高了系統(tǒng)效率，即添加了單位時間的算題量，但對每道程序來說，通常會延伸了計算時間。多道程序設(shè)計技術(shù)提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐率是以犧牲用戶的呼應(yīng)時間為代價的。.多道程序設(shè)計與操作系統(tǒng)構(gòu)成2多道程序設(shè)計

5、的道數(shù)問題程序等待I/O操作的時間占其運轉(zhuǎn)時間的比例為p，當主存中有n道程序時，一切程序都等待I/O的概率是pn，那么， CPU利用率=1-pn n稱多道程序的道數(shù)或度數(shù)，可見CPU的利用率是n的函數(shù).多道程序設(shè)計與操作系統(tǒng)構(gòu)成多道程序設(shè)計的優(yōu)點與缺陷提高了CPU的利用率提高了主存和I/O設(shè)備的利用率改良了系統(tǒng)的吞吐率充分發(fā)揚了系統(tǒng)的并行性其主要缺陷是: 作業(yè)周轉(zhuǎn)時間延伸.多道程序設(shè)計與操作系統(tǒng)構(gòu)成3 多道程序設(shè)計系統(tǒng)與多重處置系統(tǒng) 多重處置系統(tǒng)是指配置了多個物理CPU，能真正同時執(zhí)行多道程序的系統(tǒng)。要有效地運用多重處置系統(tǒng)，必需采用多道程序設(shè)計技術(shù)；反過來，多道程序設(shè)計不一定要求有多重處置系

6、統(tǒng)支持。 .多道程序設(shè)計與操作系統(tǒng)構(gòu)成 實現(xiàn)多道程序設(shè)計必需處理三個問題：存儲維護與程序浮動；處置器的管理和調(diào)度；系統(tǒng)資源的管理和調(diào)度。.多道程序設(shè)計與操作系統(tǒng)構(gòu)成 操作系統(tǒng)資源管理程度和操作自動化程度進一步提高，主要表如今: 1 提供虛存管理功能 2 支持分時操作 3 文件管理功能有改良 4 多道程序設(shè)計趨于完善.1.2.4操作系統(tǒng)的開展與分類 7種根本的操作系統(tǒng)類型： 1 批處置操作系統(tǒng) 2 分時操作系統(tǒng) 3 實時操作系統(tǒng) 4 微機操作系統(tǒng) 5 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 6 分布式操作系統(tǒng) 7 嵌入式操作系統(tǒng)擁有前三個或者其中的兩個的操作系統(tǒng)被稱為通用操作系統(tǒng).批處置操作系統(tǒng)何謂“批?作業(yè)流與批處置批

7、處置操作系統(tǒng)Batch OS批處置系統(tǒng)的主要特征： 用戶脫機任務(wù) 成批處置作業(yè) 多道程序運轉(zhuǎn) 作業(yè)周轉(zhuǎn)時間長 .分時操作系統(tǒng)為什么要有分時操作系統(tǒng)? 分時操作系統(tǒng) (Time Sharing Operating System)分時系統(tǒng)的特征同時性獨立性及時性交互性.分時與批處置操作系統(tǒng)的區(qū)別目的不同 順應(yīng)作業(yè)的性質(zhì)不同 資源運用率不同 作業(yè)控制方式不同 .實時操作系統(tǒng)(1) 三種典型的實時系統(tǒng):過程控制系統(tǒng)(消費過程控制)信息查詢系統(tǒng)(情報檢索)事務(wù)處置系統(tǒng)(銀行業(yè)務(wù)).實時操作系統(tǒng)(2)實時操作系統(tǒng)(Real Time OS) 處置流程： 數(shù)據(jù)采集 加工處置： 操作控制： 反響處置：.操作系

8、統(tǒng)的進一步開展 操作系統(tǒng)開展的主要動力： 1 器件快速更新?lián)Q代。 2 計算體系構(gòu)造不斷開展。 3 提高計算機系統(tǒng)資源利用率的需求。 4 讓用戶運用計算機越來越方便的需求。 5 滿足用戶新要求，提供應(yīng)用戶新效力。 .微機操作系統(tǒng) 新一代微機操作系統(tǒng)具有以下功能：GUI、多用戶和多義務(wù)、虛擬存儲管理、網(wǎng)絡(luò)通訊支持、數(shù)據(jù)庫支持、多媒體支持、運用編程支持API運用程序編程接口。具有以下特點： (1)開放性 (2)通用性 (3)高性能 .并行操作系統(tǒng)計算機的運用每前進一步都要求添加計算機的處置才干。為到達極高性能，除提高元器件速度外，必需改良計算機系統(tǒng)構(gòu)造，這主要采用添加同一時間間隔內(nèi)的操作數(shù)量，經(jīng)過并

9、行處置技術(shù)，研討并行計算機。.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(Network Operating System)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)應(yīng)該具有的功能： 1 網(wǎng)絡(luò)通訊 2 資源管理 3 網(wǎng)絡(luò)管理 4 網(wǎng)絡(luò)效力.分布式操作系統(tǒng)分布式計算機系統(tǒng)由多臺分散的計算機經(jīng)互連網(wǎng)絡(luò)銜接而成, 具備四項根本功能1 進程通訊2 資源共享3 并行計算 4 網(wǎng)絡(luò)管理分布式操作系統(tǒng)與單機集中式操作系統(tǒng)的主要區(qū)別在于: 資源管理 進程通訊： 系統(tǒng)構(gòu)造：.嵌入式操作系統(tǒng)(1) 3C：計算機是貫穿社會信息化的中心技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)和通訊是社會信息化賴以存在的根底設(shè)備，電子消費產(chǎn)品是人與社會信息化的主要接口。嵌入式(計算機)系統(tǒng)的運用環(huán)境帶來了對嵌入

10、式系統(tǒng)軟件 (embedded software)的要求.嵌入式操作系統(tǒng)(2)嵌入式OS指運轉(zhuǎn)在嵌入式(計算機)環(huán)境中，對整個系統(tǒng)及一切操作的各種部件、安裝等資源進展一致協(xié)調(diào)、處置、指揮和控制的系統(tǒng)軟件嵌入式OS具有通常操作系統(tǒng)的功能，包括：與硬件相關(guān)的底層軟件、操作系統(tǒng)中心功能，功能強大的還提供圖形界面、通訊協(xié)議、小型閱讀器等設(shè)備.嵌入式操作系統(tǒng)特征微型化：可定制： 實時性： 可靠性： 易移植性： 開發(fā)環(huán)境： .嵌入式操作系統(tǒng)實例(1)VxWorks是美國Wind River公司開發(fā)的嵌入式實時操作系統(tǒng)，可靠性高、性能杰出、界面友好，廣泛地運用在通訊、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實時性要求極高的領(lǐng)域中，在美國的F-16、FA-18戰(zhàn)斗機、B-2隱形轟炸機、愛國者導(dǎo)彈，和火星探測器(97年4月在火星外表登陸)上運用。 .嵌入式操作系統(tǒng)實例