第一章操作系統(tǒng)概述

第一章操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)的目標和作用一、操作系統(tǒng)的定義（作用）?OS是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件第一層軟件，對硬件功能的首次擴充應用程序?qū)嵱贸绦虿僮飨到y(tǒng)計算機硬件操作系統(tǒng)設計者終端用戶程序員應用程序?qū)嵱贸绦虿僮飨到y(tǒng)計算機硬件操作系統(tǒng)設計者終端用戶程序員圖1.1計算機系統(tǒng)的層次視圖OS是一些程序模塊的集合，這些程序模塊的作用是：（1）有效地組織和管理計算機系統(tǒng)中硬件和軟件的資源。（2）合理地組織計算機工作流程控制程序的執(zhí)行，如：指令和數(shù)據(jù)裝入主存，1/0設備和文件初始化，I/O設備的訪問，對文件的訪問。向用戶提供各種服務的功能：如提供多種工具（編輯器，調(diào)試器等）各種系統(tǒng)調(diào)用。OS的目的是使用戶能夠靈活方便和有效地使用計算機，使計算機系統(tǒng)能高效地運行。二、操作系統(tǒng)的功能（0S是計算機資源的管理者）（P17）1、CPU管理多道程序技術進程管理、調(diào)度、（虛擬處理機管理）2、存儲管理多個程序共享內(nèi)存資源（互不干擾共享）內(nèi)存擴充（虛擬存儲管理）3、文件管理——資源（信息資源）文件安全訪問管理文件存儲空間管理4、設備管理對I/O設備管理（設備分配，設備驅(qū)動）虛擬設備管理三．操作系統(tǒng)特征并發(fā)：在計算機系統(tǒng)中同時存在多個程序，從宏觀上看這些程序是同時在執(zhí)行的。從微觀上講任何時刻只有一個程序在執(zhí)行，微觀上說這些程序在CPU上輪流執(zhí)行。并行：（與并發(fā)相同，但多指硬件支持）共享：操作系統(tǒng)與多個用戶的程序共同使用計算機上的資源。操作系統(tǒng)的目標?方便性:用戶界面?有效性：系統(tǒng)效率（如CPU用的充足與否）

資源利用率（如內(nèi)存，外部設備是否忙碌）?可擴充性?開放性操作系統(tǒng)發(fā)展過程外圍機輸出設備外圍機輸出設備一．手工操作階段人工處理上、下作業(yè)操作二、脫機輸入輸出方式輸入設備外圍機磁盤三、監(jiān)督程序（單道批處理系統(tǒng)）——操作系統(tǒng)的雛形?一批作業(yè)（任務）同時提交?由監(jiān)督程序處理作業(yè)切換工作?單道一內(nèi)存中只存一道作業(yè)的程序，一道作業(yè)完成后才調(diào)入下一道作業(yè)（P6圖（P6圖1-4）單道批處理系統(tǒng)的處理流程單道程序運行過程：cpu運行等待I/O執(zhí)行cpu運行等待I/O執(zhí)行時間（a）單道程序設計?四、多道批處理——現(xiàn)代意義上的操作系統(tǒng)出現(xiàn)?多道一多道程序同時存在于主存之中，由CPU以切換方式為之服務，使的多個程序可以同時執(zhí)行。程序A運行等待運行等待程序B等待運行等待運行等待程序C等待運行等待運行等待運行A運行B運行C等待A運行B運行C時間?(c)三個程序的多道程序設計?多道批處理一一OS管理多道程序共享計算機資源的各種問題(OS同時接收一批作業(yè))五、分時系統(tǒng)?交互一多個用戶通過終端設備與計算機交互作用來運行自己的作業(yè)，并且共享一個計算機系統(tǒng)，就好像每個用戶都擁有一臺計算機。?分時一一OS以分時方式響應各終端用戶的請求。六、實時系統(tǒng)一一專用?用于生產(chǎn)控制和實時處理?實時性一一能及時響應外部事件的請求操作系統(tǒng)的分類一、批處理系統(tǒng)一成批性，早期單道，現(xiàn)代多道。?多道：成批性，用戶不能干預自己的作業(yè)。?優(yōu)點：作業(yè)流程自動化系統(tǒng)效率高，吞吐率高。?缺點：無交互手段，調(diào)試困難。二、分時系統(tǒng)一一交互性?多路性：多個用戶可以同時使用一臺計算機，每個用戶輸流使用一個時間片。?獨立性：各個用戶互不干擾，獨立占用各自的終端操作。?及時性：系統(tǒng)對用戶的請求及時響應。?交互性：用戶可以與計算機進行交互。三、實時系統(tǒng)一一實時性?實時性：能及時響應外部事件的請求：在規(guī)定的嚴格時間內(nèi)完成對事情的處理?高可靠性。分類：第一類：多用于實時控制上

第二類：用于實時信息四、微機操作系統(tǒng)單用戶、多任務（多道）操作系統(tǒng)五、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)?在各種計算機操作系統(tǒng)上加上網(wǎng)絡管理、通信、安全、資源共享及各種網(wǎng)絡應用。?一般沒有統(tǒng)一的操作系統(tǒng)六、分布式操作系統(tǒng)?把大量的計算機通過網(wǎng)絡連結在一起，可以獲得極高的運算能力及廣泛的數(shù)據(jù)共享。?統(tǒng)一的操作系統(tǒng)來管理分布在網(wǎng)絡上的計算機資源。用戶使用分布式交流感覺像是一臺計算機，分布式系統(tǒng)中多個主機都處于平等地位。七、嵌入式操作系統(tǒng)、掌上電腦嵌入式計算機是專用于實時監(jiān)控、管理某個設備的專用計算機，如各種家用電器、工業(yè)過程控制，手持電子產(chǎn)品等。嵌入式OS是在嵌入式交流環(huán)境中，對整個嵌入式系統(tǒng)以及對它所操作、控制和各種部件裝置等交流進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)變、指揮和控制的系統(tǒng)軟件。特點：微型化。?專業(yè)化?實時性?高可靠性?可剪裁性、命令接口、程序接口、圖形接口、命令接口、程序接口、圖形接口命令接口程序接口圖形接口OS系統(tǒng)調(diào)用P22—P23自學P291—319（第10章）P448—P495（第15章）學習操作系統(tǒng)方法一、學習外部特性——了解操作系統(tǒng)功能OS的界面命令、系統(tǒng)調(diào)用圖形界面?提出問題（OS如何實現(xiàn)這些功能）二、學習內(nèi)在特性?內(nèi)部實現(xiàn)方法OS軟件結構三、資源管理觀點?多道，資源的共享管理：有哪些功能、有哪些問題?如何分配和回收資源?數(shù)據(jù)結構（用于登記資源使用情況）?分配策略、具體算法四、基本原理與實用操作系統(tǒng)關系?