子情境認識操作系統(tǒng)

子情境認識操作系統(tǒng)第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院情景引入我們的生活離不開計算機、掌上機等電子設備，那人們是通過什么和這些設備打交道的呢？第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

本講主要內容與要求§1.1操作系統(tǒng)概述*一.

操作系統(tǒng)的概念（What)二.操作系統(tǒng)的類型/發(fā)展*三.

操作系統(tǒng)的功能（Why)*四.操作系統(tǒng)的特征五.典型OS第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

1.在計算機系統(tǒng)中的層次/地位§1.1.1用戶應用軟件其它系統(tǒng)軟件、支撐軟件操作系統(tǒng)裸機圖1-1計算機系統(tǒng)的層次結構層次結構軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)常用OS

DOS（以前）,Windows系列,Unix/Linux系列一.什么是操作系統(tǒng)（概念）

第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院2.為什么引入OS(角色）

應用軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)裸機終端用戶程序員操作系統(tǒng)設計者設置操作系統(tǒng)的目的：第一層軟件，功能擴充隱藏復雜性，友好的操作環(huán)境/人機接口統(tǒng)一資源管理一.什么是操作系統(tǒng)（概念）第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院3.不同角度/觀點看OS

§1.1.1用戶環(huán)境為用戶提供一個友好的、易于操作的用戶界面/用戶接口(UserInterface)/人機接口/人機界面。OS是人機交互的接口/界面虛擬機把硬件全部隱藏起來，用戶看到的是經(jīng)操作系統(tǒng)擴展后的虛擬機。兩方面擴充：(1)系統(tǒng)功能的擴展：操作系統(tǒng)提供了系統(tǒng)調用，擴展了裸機的基本指令系統(tǒng)，組成了虛擬機的高級指令系統(tǒng)。(2)數(shù)量上的擴展：利用多道程序技術，使多個用戶可以同時使用一臺機器.資源管理管理整個計算機資源(軟硬件），“大腦”、“管理中心”“大管家”一.什么是操作系統(tǒng)（概念）

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一.什么是操作系統(tǒng)（概念）

4.定義操作系統(tǒng)是控制和管理計算機系統(tǒng)內各種硬件和軟件資源、合理有效地組織計算機系統(tǒng)的工作，為用戶提供一個使用方便可擴展的工作環(huán)境，從而起到連接計算機和用戶的接口作用的系統(tǒng)軟件。此定義是以操作系統(tǒng)的具體功能為基礎的定義方式。第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

二.操作系統(tǒng)的類型（發(fā)展）

發(fā)展與分類

操作系統(tǒng)的形成迄今已有50年的時間。在20世紀50年代中期出現(xiàn)了第一個簡單的（單道）批處理操作系統(tǒng)，到60年代中期產(chǎn)生了多道程序批處理系統(tǒng)，不久又出現(xiàn)了基于多道程序的分時系統(tǒng)。80年代是微機和計算機局域網(wǎng)大發(fā)展的年代，同時也是微機操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)形成和大發(fā)展的年代，此后分布式操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)得到了很大發(fā)展?，F(xiàn)有的計算機操作系統(tǒng)主要有以下幾種類型:批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、微機操作系統(tǒng)、多處理機操作系統(tǒng)等第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

二.操作系統(tǒng)的類型（發(fā)展）

1.人工操作方式紙帶紙帶輸入機計算機輸出結果工作原理缺點用戶獨占全機CPU等待人工操作人機矛盾（效率低）第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院二.操作系統(tǒng)的類型（發(fā)展）

2.單道批處理OS提出單道批處理系統(tǒng)是最早出現(xiàn)的一種操作系統(tǒng)，是在解決人機矛盾以及CPU與I/O設備速度不匹配的矛盾過程中形成的。

工作原理特點自動性順序性3.單道性第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院二.操作系統(tǒng)的類型（發(fā)展）

3.多道批處理OS提出為進一步提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量,60年代中期引入多道程序設計技術，由此形成多道批處理OS工作原理特征1.

多道性2.

無序性3.

調度性優(yōu)點資源利用率高

---多道性，資源共享，資源充分利用2.系統(tǒng)吞吐量大---指系統(tǒng)在單位時間內所完成的總工作量第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

二.操作系統(tǒng)的類型（發(fā)展）

4.分時OS提出用戶需要:(1)人機交互(2)共享主機/CPU工作原理終端1終端2終端n…….用戶1用戶2用戶n主機(CUP)Ttt輪轉時間片特征多路性---一臺主機上同時連接多臺終端2.

獨立性---每個用戶各占一個終端，彼此獨立操作、互不干擾3.

及時性---用戶的請求能在很短時間內獲得響應(1~2秒）4.

交互性---用戶與計算機之間可進行會話第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

二.操作系統(tǒng)的類型（發(fā)展）

5.實時OS提出應用需要:(1)實時控制(如工業(yè)現(xiàn)場)(2)實時信息處理(如自動飛機訂票，情報檢索)基本思想實時就是“立即”、“現(xiàn)在”的意思，是指對隨機發(fā)生的外部事件能及時作出響應和處理。實時操作系統(tǒng)的設計目標主要是實時響應及處置能力、高可靠性和安全性。計算機要及時響應外部事件的請求，并能以足夠快的速度完成對事件的處理

特征1.專門系統(tǒng)2.

立即響應3.

事件驅動4.

高可靠性

5.交互性第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院二.操作系統(tǒng)的類型（發(fā)展）

6.多處理機OS大部分的計算機系統(tǒng)都是單處理器系統(tǒng)，也就是說系統(tǒng)中只有一個CPU，然而多處理器（或稱為并行系統(tǒng)）越來越受到重視。多處理器系統(tǒng)具有多個CPU，這些CPU共享系統(tǒng)中的總線、時鐘、內存及外圍設備等。

提高系統(tǒng)吞吐量降低成本提高系統(tǒng)可靠性基本思想提出/作用第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

二.操作系統(tǒng)的類型（發(fā)展）

7.網(wǎng)絡OS網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(Netware,Unix/Linux,Windows系列）除了具有通常單機操作系統(tǒng)所具有的功能外，還應具有以下網(wǎng)絡支持功能：網(wǎng)絡通信資源管理網(wǎng)絡服務網(wǎng)絡管理互操作能力第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

二.操作系統(tǒng)的類型（發(fā)展）

8.分布式OS什么叫分布式集中式---所有處理和控制功能都高度地集中在一臺主機上分布式---一個分布式系統(tǒng)由若干臺獨立的計算機構成，它們既可獨立工作（自治性），又可以合作。在這個系統(tǒng)中各機器可以并行操作且有多個控制中心。分布式系統(tǒng)是一個一體化的系統(tǒng)，在整個系統(tǒng)中有一個全局的操作系統(tǒng)，它就稱為分布式操作系統(tǒng)分布式—網(wǎng)絡分布性2.并行性3.透明性4.共享性5.多機合作和健壯性第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

三.操作系統(tǒng)的功能

1.從三個角度看1.用戶環(huán)境—提供人機接口/界面2.虛擬機--對裸機的功能擴充（擴充后虛擬機）3.資源管理角度：操作系統(tǒng)是一個資源管理器，其主要任務是管理系統(tǒng)資源。通常計算機資源包括以下幾類：中央處理機、內存、外部設備、信息（包括程序和資料），所以按照操作系統(tǒng)是資源管理器的觀點，操作系統(tǒng)的功能包括處理機管理、內存管理、設備管理和文件管理。此外，為能合理地組織工作流程和便于用戶使用計算機，操作系統(tǒng)還應提供作業(yè)管理，所以操作系統(tǒng)具有五大基本管理功能。

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三.操作系統(tǒng)的功能

2.具體的資源管理功能處理機(CPU)管理內存管理設備管理文件管理作業(yè)管理對處理機進行分配，并對其運行進行有效的控制和管理。CPU分配和運行以進程為單位，進程管理。

內存分配、回收、保護、地址映射、內存擴充等

設備分配、處理（驅動）、緩沖管理

文件組織、目錄管理、讀寫管理、存取控制—外存作業(yè)組織與管理、提供用戶接口第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期四湖南商務職業(yè)技術學院思科網(wǎng)院

四.操作系統(tǒng)的特征并發(fā)性并發(fā)(concurrence)---指兩個或多個事件在同一時間間隔內發(fā)生。L邏輯,宏觀概念，？區(qū)別單CPU與多CPU情況并行---是一種物理的或微觀的同時性概念共享性共享指多個并發(fā)程序對計算機系統(tǒng)資源的共同享用.并發(fā)和共享是相輔相成的。

異步性在多道程序環(huán)境下，各程序的執(zhí)行過程有著“走走停?！钡男再|

;另外，同一程序在相同的初始環(huán)境下，無論何時運行都應獲得同樣的結果。這就是操作系統(tǒng)所具有的異步性。

虛擬性指通過某種技術把一個物理設備變成多個邏輯上獨立的具備同樣功能的設備

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五.典型OSDOSWindowsUnixLinux磁盤操作系統(tǒng)（DiskOperatingSystem）,基于以Intel80X86處理器及其兼容系列為CPU的宿主機

,1981,IBM(PCDos),微軟(MSDos),字符界面，單用戶單任務。Microsoft公司開發(fā)的一種圖形用戶接口的操作系統(tǒng)，1985年11月。單用戶多任務70年代，Bell實驗室，多用戶多任務，安全穩(wěn)定可靠性高，網(wǎng)絡OS以Unix為核心而發(fā)展起來的開放、免費OS.