11第1章导论new

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1、计算机操作系统四川大学文艺Wy.2005@163.com1参考书目:1.操作系统孟庆昌编著电子工业出版社2.操作系统---内核与设计原理（第四版）魏迎梅王涌等译电子工业出版社3.现代操作系统陈向群等译机械工业出版社4.操作系统实用教程（第二版）任爱华王雷编著清华大学出版社5.操作系统原理何炎祥等编著科学出版社6.计算机操作系统汤子瀛西安电子科技大学出版社2章内容学时数1导论32进程的描述与控制33处理器调度64进程同步与进程通信105死锁36存储器管理97虚拟存储器管理38输入/输出设备管理39文件管理610用户接口期中考试+

2、作业评讲+期末复习5合计513本章讲述的主要内容如下：操作系统与计算机操作系统的功能和特征操作系统的发展IBM计算机与操作系统第1章导论4计算机的组成处理器控制器存储器输入设备输出设备CPURAMI/O各种软件操作系统裸机（计算机硬件）1.1操作系统与计算机5图1.1计算机的基本组织结构图1.2操作系统与计算机硬件之间的关系1.1.1计算机的组织结构图1.1计算机的基本组织结构图1.2操作系统与计算机硬件之间的关系61.3操作系统的发展无操作系统时的计算机系统人工操作方式的二个特点:(人机矛盾)1:用户独占全机2:CPU等待人

3、工操作CPU/1万次运行1小时人工5分钟人机比12:1CPU/60万次运行1分钟人工5分钟人机比1:57解决方法:A)配备专门的计算机操作员B)慢I/O快I/O(脱机输入输出)C)减少每个作业之间的人工干扰(批处理)早期脱机输入输出：（Off-LineI/O)输入设备磁带外围机输出设备外围机主机磁带磁带磁带8输入设备磁带外围机输出设备主机联机输入输出(On-LineI/O)脱机的优点:1)减少CPU的空闲2)提高I/O速度9作业N作业2作业1批量的自动处理-----------------监控程序解决的问题：1）作业的定序及

4、命令的解释2）内存的管理：编译、作业之间的切换内存的分配、装入程序3）设备的管理：作业的输入、输出批处理中的作业的组成：用户程序+数据+作业说明书（作业控制语言）作业（job）是将命令、程序和数据按照预先确定的次序结合在一起，并提交给系统的一个组织单位。10批处理的不足：1)装卸仍由人工完成2)系统的保护无保障3)CPU----I/O串行工作4)CPU,I/O负载不匀衡批处理的特点:1)自动性2)顺序性3)单道性图1.4早期的批处理系统11用户程序监督程序I/O操作I/O中断请求启动I/OI/O过程I/O完成I/O中断请求启动

5、I/OI/O过程I/O完成t2t3t3t4单道程序运行情况12解决CPU---I/O矛盾的二种方法:1)通道:是一块硬功件,能使CPU与多台I/O并行操作(I/O处理机)2)缓冲技术(脱机输入输出/硬件缓冲/软件缓冲)13并发(concurrency):多个事件在同一时间段内发生。（t)并行(parallel):是指多个事件同一时刻发生。(ti)在单处理器情况下,多道程序处理时，宏观上并发，微观上交替执行。并行只有在多个处理器环境下才可能发生，如多核处理器和多处理器系统。141.2.3多道批处理系统特征:1)多道性:内存中的

6、程序2)无序性:进入次序与完成次序3)调度性:二级调度(作业调度/进程调度)主要优缺点:优:资源利用率高(CPU,RAM,I/O)，系统吞吐量大。缺:无交互能力。15单道(uniprogramming)和多道批处理的比较多道程序系统和多处理系统(multiprocessingsystem)的区别：前者指多个程序同时在内存中交替运行，后者指多个处理器。单道批处理多道批处理内存作业1>1完成次序FIFO无序调度无二级16提高资源的利用率是以资源竟争为前提，因而如何解决资源的合理分配问题多道批处理系统要解决的问题:1）处理机管理问题

7、：剥夺，分配2）内存管理问题：分配，共享，虚拟3）I/O设备管理问题：分配，无关性4）文件管理问题：组织，分配，保护5）作业管理问题：分类，响应OS的五大功能模块：内存、处理机、I/O、文件、作业17分时系统(time-sharingsystem)分时：按一定的时间关系，轮流使用资源。计算机主机终端1终端2终端3终端N分时系统：是指在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户共享主机中的资源，每个用户都可以通过自己的终端以交互方式使用计算机。频率hzKhzMhzGhz时间SmSµSnS6Mhz则T=0.167

8、µS=167nS2.5Ghz则T=0.0004µS=0.4nS18管理用户ABCD1：单道分时系统（调进/调出，滚进/滚出）1）时间片：规定每个作业只能执行一很短时间2）响应时间：用户发出请求到系统响应这个请求的时间间隔3）作业直接进入内存，无作业调度分时系统实现中的关键：