計(jì)算機(jī)專業(yè)-第1章

第一章操作系統(tǒng)引論操作系統(tǒng)的定義和作用操作系統(tǒng)的主要類型操作系統(tǒng)的基本特征操作系統(tǒng)的主要功能Page12023/2/2什么是操作系統(tǒng)定義：操作系統(tǒng)是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源、合理組織計(jì)算機(jī)工作流程、方便用戶使用計(jì)算機(jī)的程序的集合。Page22023/2/2功能：

替用戶及其應(yīng)用管理計(jì)算機(jī)上的軟硬件資源保護(hù)計(jì)算機(jī)資源的公平競(jìng)爭(zhēng)和使用防止對(duì)計(jì)算機(jī)資源的非法侵占和使用保證操作系統(tǒng)本身正常運(yùn)轉(zhuǎn)操作系統(tǒng)的作用（范疇）Page32023/2/21.OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口OS處于用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間，用戶通過(guò)OS來(lái)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)方式（交互方式）命令行菜單式命令腳本式系統(tǒng)調(diào)用形式上類似于過(guò)程調(diào)用，在應(yīng)用編程中使用圖形用戶接口圖形、窗口等操作系統(tǒng)的作用（范疇）Page42023/2/22.OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者計(jì)算機(jī)的硬件資源包括處理機(jī)、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備及數(shù)據(jù)和程序等管理的內(nèi)容：資源的當(dāng)前狀態(tài)（數(shù)量和使用情況）、資源的分配、回收和訪問(wèn)操作，相應(yīng)管理策略（包括用戶權(quán)限）處理機(jī)管理存儲(chǔ)器管理I/O設(shè)備管理文件管理Page52023/2/23.OS用作擴(kuò)充機(jī)器OS是擴(kuò)展機(jī)(extendedmachine)/虛擬機(jī)(virtualmachine)將覆蓋了軟件的機(jī)器稱為擴(kuò)充機(jī)器或虛擬機(jī)在裸機(jī)上添加：設(shè)備管理、文件管理、存儲(chǔ)管理（針對(duì)內(nèi)存和外存）、處理機(jī)管理（針對(duì)CPU）合理組織工作流程：作業(yè)管理、進(jìn)程管理操作系統(tǒng)的非形式化定義（關(guān)鍵點(diǎn)）：系統(tǒng)軟件，程序模塊的集合，資源管理和用戶接口功能OS能把一臺(tái)“裸機(jī)”改造成功能更強(qiáng)大、用戶使用更方便靈活、更安全可靠的虛擬機(jī)裸機(jī)I/O設(shè)備管理軟件文件管理軟件窗口軟件操作系統(tǒng)的作用（范疇）Page62023/2/2設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的目標(biāo)方便性（用戶的觀點(diǎn)）提供良好的、一致的用戶接口，彌補(bǔ)硬件系統(tǒng)的類型和數(shù)量差別，使計(jì)算機(jī)更容易使用有效性（系統(tǒng)管理人員的觀點(diǎn)）使CPU、I/O設(shè)備和存儲(chǔ)空間得到有效利用；管理和分配硬件、軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程可擴(kuò)充性O(shè)S應(yīng)采用層次化結(jié)構(gòu)，以便于增加新的功能層次和模塊，并能修改老的功能層次和模塊開(kāi)放性遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，方便地實(shí)現(xiàn)互連，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的可移植性和互操作性Page72023/2/2操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程無(wú)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Page82023/2/2人工操作方式(慢羊羊的煩惱)1946~50年代（電子管），集中計(jì)算（計(jì)算中心），計(jì)算機(jī)資源昂貴工作方式用戶：用戶既是程序員，又是操作員；用戶是計(jì)算機(jī)專業(yè)人員；編程語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言輸入輸出：紙帶或卡片計(jì)算機(jī)的工作特點(diǎn)用戶獨(dú)占全機(jī)：不出現(xiàn)資源被其他用戶占用，資源利用率低CPU等待用戶：計(jì)算前，手工裝入紙帶或卡片；計(jì)算完成后，手工卸取紙帶或卡片；CPU利用率低嚴(yán)重降低了計(jì)算機(jī)資源的利用率———人機(jī)矛盾！驅(qū)動(dòng)力：個(gè)人英雄主義Page92023/2/2脫機(jī)輸入/輸出（Off-LineI/O）方式(慢羊羊的煩惱.續(xù))事先將用戶程序或數(shù)據(jù)的紙帶或卡片準(zhǔn)入紙帶輸入機(jī)，在外圍機(jī)的控制下輸入到磁帶上，CPU從磁帶上讀入數(shù)據(jù)；輸出過(guò)程正好相反特點(diǎn)減少了CPU的空閑時(shí)間提高I/O速度硬件不斷發(fā)展，CPU速度的提高、系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大，人機(jī)矛盾嚴(yán)重，如何解決？磁帶磁帶磁帶磁帶Page102023/2/2無(wú)操作系統(tǒng)的主要問(wèn)題主要矛盾機(jī)器：等待用戶的輸入，手工操作的低效率用戶：獨(dú)占全機(jī)的所有資源，任何時(shí)候只能做一件事操作系統(tǒng)：資源利用率低，撥一下動(dòng)一下動(dòng)機(jī)：提高效率提高效率的途徑專門的操作員批處理Page112023/2/2操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程無(wú)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Page122023/2/2單道批處理系統(tǒng)（SimpleBatchProcessingSystem）50年代末~60年代中（晶體管）核心思想：

利用磁帶把若干個(gè)作業(yè)分類編成作業(yè)執(zhí)行序列，每個(gè)批作業(yè)由一個(gè)專門的批處理監(jiān)視器（BatchMonitor）自動(dòng)依次處理。批供一次加載的磁帶或磁盤，通常由若干個(gè)作業(yè)組裝成，在處理中使用一組相同的系統(tǒng)軟件（系統(tǒng)帶）批處理中作業(yè)的組成用戶程序數(shù)據(jù)作業(yè)說(shuō)明書(shū)（作業(yè)控制語(yǔ)言）Page132023/2/2單道批處理系統(tǒng)的處理流程把下一個(gè)作業(yè)的源程序轉(zhuǎn)換為目標(biāo)程序源程序有錯(cuò)嗎？否裝配目標(biāo)程序還有下一個(gè)作業(yè)？是否停止運(yùn)行目標(biāo)程序是開(kāi)始密歇根大學(xué)執(zhí)行系統(tǒng)（UMES）：操作系統(tǒng)的黎明（20世紀(jì)50年代）Page142023/2/2R.M.Graham,BruceArdenBernardGallerMAD/UMES系統(tǒng)IBM7094Page152023/2/2單道批處理系統(tǒng)的特征單道性內(nèi)存中只有一道程序運(yùn)行自動(dòng)性在順利的情況下，磁帶上的一批作業(yè)能自動(dòng)地逐個(gè)地依次運(yùn)行，而無(wú)需人工干預(yù)順序性磁帶上的各道作業(yè)是順序地進(jìn)入內(nèi)存，完成順序與進(jìn)入內(nèi)存順序相同CPU和I/O設(shè)備使用忙閑不均（取決于當(dāng)前作業(yè)）對(duì)計(jì)算為主的作業(yè)，外設(shè)空閑對(duì)I/O為主的作業(yè)，CPU空閑驅(qū)動(dòng)力：效率問(wèn)題Page162023/2/2操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程無(wú)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Page172023/2/2多道批處理系統(tǒng)

(MultiprogramedBatchSystem)60年代中~70年代中（集成電路）多道批處理的運(yùn)行特征多道：內(nèi)存中同時(shí)存放幾個(gè)作業(yè)，并允許并發(fā)執(zhí)行，從而有效地提高了資源利用率和系統(tǒng)吞吐量無(wú)序性：多個(gè)作業(yè)完成的先后順序與它們進(jìn)入內(nèi)存的順序之間無(wú)嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)度性：作業(yè)調(diào)度，從后備隊(duì)列進(jìn)入內(nèi)存；進(jìn)程調(diào)度，分配處理機(jī)運(yùn)行舉例在當(dāng)前運(yùn)行的作業(yè)需作I/O處理時(shí)，CPU轉(zhuǎn)而執(zhí)行另一個(gè)作業(yè)CPU、I/O設(shè)備忙閑不均、內(nèi)存利用率低，如何解決？Page182023/2/2單道與多道程序運(yùn)行情況19例如：有兩道計(jì)算問(wèn)題A和B。A：計(jì)算時(shí)間50毫秒，打印100毫秒，再計(jì)算50毫秒，打印100毫秒，結(jié)束。B：計(jì)算50毫秒，輸入數(shù)據(jù)80毫秒，再計(jì)算100毫秒，打印100毫秒，結(jié)束。單道執(zhí)行：先執(zhí)行A需要300毫秒；再執(zhí)行B需要330毫秒?？偣矠?30毫秒。使用處理器時(shí)間為250毫秒，則處理器的利用率為

250/630*100%=39.7%總體來(lái)說(shuō)：增加單位時(shí)間處理器的計(jì)算量，針對(duì)每個(gè)任務(wù)，從開(kāi)始到全部完成所需的時(shí)間比單道執(zhí)行的時(shí)間可能要延長(zhǎng)單道與多道程序運(yùn)行情況20時(shí)間0100150180200300400CPU輸入機(jī)打印機(jī)ABABAB50可以看出，從A開(kāi)始到兩個(gè)程序都執(zhí)行結(jié)束共需要400毫秒。處理器的利用率為：

250/400*100%=62.5%AB單道與多道程序運(yùn)行情況Page212023/2/2多道批處理系統(tǒng)的特征多道性多道程序駐留內(nèi)存：提高了資源的利用率；程序并發(fā)執(zhí)行：提高了系統(tǒng)的吞吐量；無(wú)序性作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存先后順序和完成的先后順序無(wú)對(duì)應(yīng)性調(diào)度性作業(yè)提交給系統(tǒng)需經(jīng)過(guò)兩次調(diào)度作業(yè)調(diào)度進(jìn)程調(diào)度Page222023/2/2多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：資源利用率高：CPU和內(nèi)存利用率較高；系統(tǒng)吞吐量大：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的工作總量大；缺點(diǎn)：平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)：短作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間顯著增長(zhǎng)；無(wú)交互能力：整個(gè)作業(yè)完成后或中間出錯(cuò)時(shí)，才與用戶交互，不利于調(diào)試和修改；Page232023/2/2多道批處理系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題操作系統(tǒng)是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理地對(duì)各類作業(yè)進(jìn)調(diào)度，以及方便用戶使用的程序集合Q1:處理機(jī)管理問(wèn)題

多個(gè)程序如何共享處理機(jī)Q2:內(nèi)存管理問(wèn)題

如何為每個(gè)程序分配內(nèi)存Q3:I/O設(shè)備管理問(wèn)題

如何分配多種I/O設(shè)備Q5:作業(yè)管理問(wèn)題

如何組織各種不同類型的作業(yè)Q4:文件管理問(wèn)題如何組織程序和數(shù)據(jù)，方便用戶使用第三章：處理機(jī)調(diào)度與死鎖第三章：存儲(chǔ)器管理第四章：設(shè)備管理第五章：文件管理第三章：處理機(jī)調(diào)度與死鎖Page242023/2/2操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程無(wú)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)傲慢的代價(jià)：分時(shí)操作系統(tǒng)Page252023/2/2IBM7094Leader:R.M.GrahamBell實(shí)驗(yàn)室+DEC(美國(guó)數(shù)字儀器公司）+MIT設(shè)計(jì)人員MULTICS操作系統(tǒng)Bell實(shí)驗(yàn)室Unix（圖靈獎(jiǎng)）MIT分時(shí)操作系統(tǒng)DECVMS操作系統(tǒng)Page262023/2/2分時(shí)系統(tǒng)(Time-SharingSystem)產(chǎn)生動(dòng)力：用戶需要（一臺(tái)主機(jī)，多用戶共享）人機(jī)交互共享主機(jī)：計(jì)算機(jī)昂貴便于用戶上機(jī)：遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)70年代中期至今主要思想：把計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)資源（尤其是CPU時(shí)間）進(jìn)行時(shí)間上的分割，每個(gè)時(shí)間段稱為一個(gè)時(shí)間片（timeslice），每個(gè)用戶依次輪流使用時(shí)間片Page272023/2/2分時(shí)系統(tǒng)(Time-SharingSystem)多個(gè)用戶分時(shí)：?jiǎn)蝹€(gè)用戶使用計(jì)算機(jī)的效率低，因而允許多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)在內(nèi)存中，分別服務(wù)于不同的用戶。有用戶輸入時(shí)由CPU執(zhí)行，處理完一次用戶輸入后程序暫停，等待下一次用戶輸入“分時(shí)”的含義：多個(gè)用戶分享使用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)；多個(gè)程序分時(shí)共享硬件和軟件資源前臺(tái)和后臺(tái)程序(foreground&background)分時(shí)：后臺(tái)程序不占用終端輸入輸出，不與用戶交互－－現(xiàn)在的圖形用戶界面(GUI)，除當(dāng)前交互的程序(輸入焦點(diǎn))之外，其他程序均作為后臺(tái)按時(shí)間片(timeslice)分配：各個(gè)程序在CPU上執(zhí)行的輪換時(shí)間Page282023/2/2分時(shí)系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題如何使用戶能與自已的作業(yè)進(jìn)行交互是分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題及時(shí)接收及時(shí)處理為了實(shí)現(xiàn)交互，用戶作業(yè)必須及時(shí)進(jìn)入內(nèi)存；不允許一個(gè)作業(yè)長(zhǎng)期占用處理機(jī)，須按時(shí)間片分配分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法：?jiǎn)蔚婪謺r(shí)系統(tǒng)具有“前臺(tái)”和“后臺(tái)”的分時(shí)系統(tǒng)多道分時(shí)系統(tǒng)Page292023/2/2分時(shí)系統(tǒng)的特征多路性共享系統(tǒng)資源，提高了資源利用率。節(jié)省維護(hù)開(kāi)支，可靠性高。促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，提高資源利用率：遠(yuǎn)地用戶通過(guò)終端（較便宜）聯(lián)機(jī)使用獨(dú)立性每個(gè)用戶一臺(tái)終端，互不干擾，感覺(jué)像一個(gè)人獨(dú)占計(jì)算機(jī)及時(shí)性用戶請(qǐng)求應(yīng)盡快得到響應(yīng)交互性用戶可通過(guò)終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對(duì)話，請(qǐng)求系統(tǒng)提供多方面的服務(wù)，如文件編輯、數(shù)據(jù)處理、資源共享等系統(tǒng)能及時(shí)對(duì)用戶的操作進(jìn)行響應(yīng)，顯著提高調(diào)試和修改程序的效率：縮短了周轉(zhuǎn)時(shí)間Page302023/2/2操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程無(wú)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)如何解決緊急任務(wù)？Page312023/2/2實(shí)時(shí)系統(tǒng)(Real-TimeSystem)用于工業(yè)過(guò)程控制、軍事實(shí)時(shí)控制、金融等領(lǐng)域，包括：實(shí)時(shí)控制：

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、進(jìn)行相應(yīng)控制，提高質(zhì)量。如核反應(yīng)堆狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)、化學(xué)反應(yīng)堆監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息處理：

及時(shí)接收從遠(yuǎn)程終端發(fā)來(lái)的服務(wù)請(qǐng)求，對(duì)信息進(jìn)行檢索和處理，并在很短時(shí)間內(nèi)作出回答主要設(shè)計(jì)目標(biāo)：響應(yīng)時(shí)間短；實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理；連續(xù)人機(jī)對(duì)話；過(guò)載防護(hù)；高度可靠性和安全Page322023/2/2實(shí)時(shí)系統(tǒng)(Real-TimeSystem)任務(wù)的類型周期性實(shí)時(shí)任務(wù)非周期性實(shí)時(shí)任務(wù)：截止時(shí)間(deadline)，開(kāi)始截止時(shí)間（最晚開(kāi)始時(shí)間）和完成截止時(shí)間（最晚完成時(shí)間）對(duì)截止時(shí)間的要求硬實(shí)時(shí)任務(wù)（hardreal-timetask）：必須滿足截止時(shí)間要求，導(dǎo)彈防衛(wèi)系統(tǒng)軟實(shí)時(shí)任務(wù)（softreal-timetask）：流水線通常把兼有分時(shí)、實(shí)時(shí)和批處理三者或其中兩者的操作系統(tǒng)，稱作通用操作系統(tǒng)。可適用于計(jì)算、事務(wù)處理等多種領(lǐng)域，能運(yùn)行在多種硬件平臺(tái)上，如UNIX系統(tǒng)、WindowsNT等。－－通用化、小型化Page332023/2/2實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)的比較分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)多路性多終端服務(wù)多路現(xiàn)場(chǎng)、多個(gè)對(duì)象、多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)獨(dú)立性終端服務(wù)互相獨(dú)立、互不干擾信息采集和對(duì)象控制互不干擾及時(shí)性用戶可接受的實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)同分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)要求高交互性強(qiáng)僅對(duì)特定服務(wù)可靠性一般強(qiáng)，通常采取容錯(cuò)措施34現(xiàn)代操作系統(tǒng)--微機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展配置在微型機(jī)上的操作系統(tǒng)稱為微機(jī)操作系統(tǒng)1、單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)CP/M：在8位微機(jī)中占據(jù)統(tǒng)治地位MS-DOS：成為事實(shí)上的16位單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)35現(xiàn)代操作系統(tǒng)--單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)的含義：只允許一個(gè)用戶上機(jī)，但允許用戶將程序分為若干個(gè)任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行，從而有效改善系統(tǒng)的性能。目前在32位微機(jī)上配置的操作系統(tǒng)基本上都是單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，其中最有代表性的是由微軟公司推出的Windows。1985年微軟推出了Windows1.0版本操作系統(tǒng)1990年推出Windows3.1版本，具有友善的圖形用戶界面，支持多任務(wù)和擴(kuò)展內(nèi)存的功能。36Windows3.1操作系統(tǒng)界面371995年推出的Windows95擺脫了MS-DOS的控制，提供了全新的桌面形式，使用戶對(duì)系統(tǒng)中各種資源的瀏覽和操縱變得更合理、更容易。Windows95提供硬件“即插即用”功能和允許使用長(zhǎng)文件名，大大提高了系統(tǒng)的易用性。381998年，Windows98操作系統(tǒng)是Windows95的升級(jí)版本。Windows98全新設(shè)計(jì)了高穩(wěn)定性、開(kāi)放式、高效率的32位網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。直接支持對(duì)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行，支持局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作，也支持遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作。39WindowsNT是Microsoft公司1993年推出的操作系統(tǒng)。它采用客戶/服務(wù)器與層次式相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，可在多處理器的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等系列機(jī)器上運(yùn)行。WindowsNT是一個(gè)具有Windows圖形用戶接口、提供多操作系統(tǒng)環(huán)境的操作系統(tǒng)，為它所包含的Win32、16位Windows、MS—DOS、POSIX和OS/2子系統(tǒng)提供了優(yōu)越的應(yīng)用程序兼容性。這是些前任何其他操作系統(tǒng)無(wú)法與之相比的。40Windows2000是在WindowsNT基礎(chǔ)上修改擴(kuò)充而成。它繼承了Windows98和WindowsNT的特性，并具有標(biāo)準(zhǔn)化安全技術(shù)、提供活動(dòng)目錄技術(shù)、支持移動(dòng)用戶、支持對(duì)稱式多處理器系統(tǒng)、提供全面的Internet應(yīng)用軟件服務(wù)等新特征。Windows2000有四個(gè)支持不同對(duì)象應(yīng)用的系統(tǒng)版本，分別專為個(gè)人用戶、中小企業(yè)、大型企業(yè)和大型數(shù)據(jù)中心開(kāi)發(fā)。41WindowsXP是微軟把所有用戶要求合成一個(gè)操作系統(tǒng)的嘗試，和以前的windows桌面系統(tǒng)相比穩(wěn)定性有所提高，而為此付出的代價(jià)是喪失了對(duì)基于DOS程序的支持。字母XP表示英文單詞的“體驗(yàn)”（experience）422003年4月，WindowsServer2003發(fā)布；對(duì)活動(dòng)目錄、組策略操作和管理、磁盤管理等面向服務(wù)器的功能作了較大改進(jìn)，對(duì).net技術(shù)的完善支持進(jìn)一步擴(kuò)展了服務(wù)器的應(yīng)用范圍。WindowsServer2003是目前微軟最新的服務(wù)器操作系統(tǒng)。

43Windows7做了許多方便用戶的設(shè)計(jì)，如快速最大化，窗口半屏顯示，跳轉(zhuǎn)列表（JumpList），系統(tǒng)故障快速修復(fù)等。Windows7大幅縮減了Windows的啟動(dòng)時(shí)間，Windows7將會(huì)讓搜索和使用信息更加簡(jiǎn)單,包括本地、網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)搜索功能,直觀的用戶體驗(yàn)將更加高級(jí),還會(huì)整合自動(dòng)化應(yīng)用程序提交和交叉程序數(shù)據(jù)透明性。44Windows8是由微軟公司開(kāi)發(fā)的，具有革命性變化的操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在讓人們的日常電腦操作更加簡(jiǎn)單和快捷，為人們提供高效易行的工作環(huán)境。Windows8將支持來(lái)自Intel、AMD和ARM的芯片架構(gòu)。也就是說(shuō)，下一代Windows系統(tǒng)還將支持來(lái)自NVIDIA、高通和德州儀器等合作伙伴的ARM系統(tǒng)。微軟表示，這一決策意味著Windows系統(tǒng)開(kāi)始向更多平臺(tái)邁進(jìn)，包括平板機(jī)。45現(xiàn)代操作系統(tǒng)--多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)允許多個(gè)用戶通過(guò)各自的終端使用同一臺(tái)機(jī)器，共享主機(jī)系統(tǒng)中的各種資源，而每個(gè)用戶程序又可進(jìn)一步分為幾個(gè)人物，使它們并發(fā)執(zhí)行，進(jìn)而提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。UNIX

：通用的交互式分時(shí)操作系統(tǒng)，是目前唯一可以安裝和運(yùn)行在從微機(jī)、工作站、大型機(jī)到巨型機(jī)上的操作系統(tǒng)UNIX系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性能非常好，但由于它多數(shù)是以命令方式來(lái)進(jìn)行操作的，不容易掌握，特別是對(duì)于初級(jí)用戶。46硬件KernelShell文件系統(tǒng)內(nèi)核：分時(shí)操作系統(tǒng)

外殼程序：與用戶進(jìn)行交互。對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備（如硬盤）中的文件進(jìn)行組織管理UNIX在高端服務(wù)器、Internet服務(wù)器領(lǐng)域、數(shù)據(jù)庫(kù)和在線事務(wù)處理方面仍占據(jù)統(tǒng)治地位。4748Linux是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的產(chǎn)品。Linux的原形一出來(lái)就放到Internet上，聲明為自由軟件，允許人們自由下載。這樣就吸引了許多人對(duì)它進(jìn)行改造、擴(kuò)充和完善。Linux繼承了UNIX的優(yōu)點(diǎn)，并做了許多改進(jìn)。它是一個(gè)多任務(wù)多用戶的通用操作系統(tǒng)。它具有許多特點(diǎn)：支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并能與其他網(wǎng)絡(luò)集成，使異種機(jī)能方便地入網(wǎng)；它支持并行處理和實(shí)時(shí)處理，能充分發(fā)揮硬件性能；它支持多種文件系統(tǒng)，方便用戶使用，等等。因此，Linux是一個(gè)具有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的操作系統(tǒng)。49Page502023/2/2操作系統(tǒng)的基本特征并發(fā)（Concurrence）共享(Sharing)虛擬(Virtual)異步(Asynchronism)51并行性：兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生并發(fā)性：兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生

在多道程序系統(tǒng)（單處理器）中，宏觀上并行，微觀上串行（分時(shí)交替執(zhí)行）程序是靜態(tài)實(shí)體，不能并發(fā)執(zhí)行，為使多個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行，引入進(jìn)程。操作系統(tǒng)最重要的特征并發(fā)（Concurrence）52并發(fā)——進(jìn)程引入進(jìn)程的目的：為了使多個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行一個(gè)應(yīng)用程序的計(jì)算程序和I/O程序可以分別建立兩個(gè)進(jìn)程，并發(fā)執(zhí)行，從而提高執(zhí)行效率。內(nèi)存中可以存放多個(gè)用戶程序，分別建立進(jìn)程后這些進(jìn)程就可以并發(fā)執(zhí)行即多道程序運(yùn)行。53并發(fā)——進(jìn)程進(jìn)程是指在系統(tǒng)中能獨(dú)立運(yùn)行并作為資源分配的基本單位進(jìn)程由一組機(jī)器指令、數(shù)據(jù)和堆棧等組成，是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的活動(dòng)實(shí)體。多個(gè)進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行和交換信息一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)需要一定的資源，如CPU、存儲(chǔ)空間和I/O設(shè)備等54并發(fā)——線程比進(jìn)程更小的運(yùn)行單位線程一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程，它們可以利用同一進(jìn)程所擁有的資源進(jìn)程是獨(dú)立分配資源的基本單位線程是獨(dú)立運(yùn)行和獨(dú)立調(diào)度的基本單位線程比進(jìn)程更小，基本不擁有系統(tǒng)資源，所以對(duì)其調(diào)度所付出的開(kāi)銷就小得多，能更高效的提高系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)程序之間并發(fā)執(zhí)行的程度線程是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)志55在操作系統(tǒng)環(huán)境下，所謂共享是指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程(線程)共同使用共享方式：互斥共享方式：資源分配后到釋放前，不能被其他進(jìn)程所用,如打印機(jī)、磁帶機(jī)

臨界資源(獨(dú)占資源)：一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的資源同時(shí)訪問(wèn)方式，如可重入代碼，磁盤文件.宏觀并行微觀串行并發(fā)和共享互為存在的條件共享(Sharing)56通過(guò)某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。虛擬是操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)資源的重要手段，可提高資源利用率。用于實(shí)現(xiàn)虛擬的技術(shù)，稱為虛擬技術(shù)虛擬技術(shù)(Virtual)57虛擬技術(shù)(Virtual)1、時(shí)分復(fù)用技術(shù)（分時(shí)使用技術(shù)）1）虛擬處理機(jī)

利用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，為每一道程序建立一個(gè)進(jìn)程，并發(fā)執(zhí)行，分時(shí)使用一臺(tái)處理機(jī)2）虛擬外部設(shè)備將一臺(tái)物理I/O設(shè)備虛擬為多臺(tái)邏輯上的I/O設(shè)備，允許每個(gè)用戶占用一臺(tái)邏輯上的I/O設(shè)備，臨界資源變成一段時(shí)間內(nèi)多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)的的共享資源。582、空分復(fù)用技術(shù)（提高存儲(chǔ)空間利用率）1）虛擬磁盤技術(shù)：將一個(gè)硬盤虛擬為多個(gè)虛擬硬盤，即硬盤分區(qū)。2）虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)：邏輯上擴(kuò)充存儲(chǔ)器的容量，本質(zhì)上就是使內(nèi)存分時(shí)復(fù)用。使一道程序通過(guò)分時(shí)復(fù)用方式在遠(yuǎn)小于它的內(nèi)存空間中運(yùn)行。虛擬技術(shù)(Virtual)59指進(jìn)程的執(zhí)行順序和執(zhí)行時(shí)間的不確定性進(jìn)程的運(yùn)行速度不可預(yù)知：多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，“時(shí)走時(shí)停”，不可預(yù)知每個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行推進(jìn)快慢；無(wú)論快慢，結(jié)果應(yīng)該相同。通過(guò)進(jìn)程互斥和同步手段來(lái)保證；難以重現(xiàn)系統(tǒng)在某個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)（包括重現(xiàn)運(yùn)行中的錯(cuò)誤）;異步性(Asynchronism)Page602023/2/2操作系統(tǒng)的主要功能處理機(jī)管理功能存儲(chǔ)器管理功能設(shè)備管理功能文件管理功能操作系統(tǒng)的主要任務(wù)，是為多道程序的運(yùn)行提供良好的運(yùn)行環(huán)境，以保證多道程序能有條不紊、高效地運(yùn)行，并能最大程度地提高系統(tǒng)中各種資源的利用率和方便用戶的使用。包括：61處理機(jī)管理功能

處理機(jī)管理的主要功能：創(chuàng)建和撤銷進(jìn)程(線程)，對(duì)諸進(jìn)程(線程)的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程(線程)之間的信息交換，以及按照一定的算法把處理機(jī)分配給進(jìn)程(線程)主要功能有：進(jìn)程控制：為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程、撤銷已結(jié)束的進(jìn)程，以及控制進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換進(jìn)程同步：為多個(gè)進(jìn)程(含線程)的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)

協(xié)調(diào)方式：互斥和同步主要功能——