操作系统的基本概念操作系统的特征研究操作系统的几种观

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1、操作系统的基本概念操作系统的特征研究操作系统的几种观点操作系统的技术发展过程著名的操作系统操作系统的分类操作系统的功能第一章操作系统概述一、操作系统的地位计算机系统由硬件和软件组成操作系统在硬件基础上的第一层软件是其他软件和硬件之间的接口操作系统设计者应用软件设计者应用软件设计者二、操作系统的定义操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合——它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行有效：

2、系统效率，资源利用率（如：CPU利用的充足与否，内存、外部设备是否忙碌）合理：公平与否，如果不公平则会产生“死锁”或“饥饿”方便：两种角度：用户界面编程接口三、操作系统的特征并发：在计算机系统中同时存在多个程序宏观上：这些程序是同时在执行的微观上：任何时刻只有一个程序在执行即微观上这些程序在CPU上轮流执行并发(单机)vs并行(多CPU或多机)操作系统特征（续）共享：操作系统与多个用户的程序共同使用计算机系统中的资源（共享有限的系统资源）操作系统要对系统资源进行合理分配和使用资源在一个时间段内交替被多个进程所用互斥共享（如音频设备）同时访问（如可重入代码，

3、磁盘文件）资源分配难以达到最优化虚拟：一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体－－分时或分空间。虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率操作系统特征（补充）CPU－－每个用户（进程）的"虚处理机"存储器－－每个进程都占有的地址空间（指令＋数据＋堆栈）显示设备－－多窗口或虚拟终端随机性：操作系统必须随时对以不可预测的次序发生的事件进行响应如何考虑周密、设计适当操作系统特征（补充）进程的运行速度不可预知：分时系统中，多个进程并发执行，“走走停停”，无法预知每个进程的运行推进快慢难以重现系统在某个时刻的状态（包括重现运行中的错误）性能保证：实时系统与

4、分时系统相似，但通过资源预留以保证性能四、研究操作系统的几种观点作为软件来看的观点资源管理的观点进程的观点虚机器观点服务提供者观点1.作为软件来看的观点软件的特性外在特性：软件是种语言,是界面界面:使用方式（命令,系统调用等)内在特性：软件的结构a.由有几部分组成b.每个部分的功能c.部分之间的关系2.资源管理的观点操作系统---资源管理者硬件资源：CPU，内存，外部设备(I/O设备，外存，时钟，网络接口等)软件资源：硬盘上的文件，信息对资源进行什么样的管理记录资源使用状况如哪些资源空闲，好坏与否，被谁使用,使用多长时间等合理的分配资源静态分配策略(在程序

5、运行前分配，但效率不高)动态分配策略(在程序运行过程中何时用资源，何时分配。其缺点是会出现死锁)具体完成分配回收资源资源管理的目的实现资源共享提高资源利用率操作系统功能CPU(进程)管理存储管理文件管理设备管理作业管理----操作系统学习的主线索3.进程的观点从操作系统运行的角度动态的观察操作系统从这个观点来看：操作系统是由一些可同时独立运行的进程和一个对这些进程进行协调的核心组成4.虚机器观点从操作系统内部结构来看：把操作系统分成若干层每一层完成其特定功从而构成一个虚机器，并对上一层提供支持通过逐层功能扩充,最终完成整个操作系统虚机器而操作系统虚机器向用

6、户提供各种功能,完成用户请求5.服务提供者的观点从用户角度来看：操作系统为用户提供一组功能强大的、方便易用的命令或系统调用用户接口操作系统对外提供两种接口：系统命令：供用户用于组织和控制自己的作业运行。命令行、菜单式或GUI（联机）；命令脚本（脱机）编程接口：供用户程序和系统程序调用操作系统功能。系统调用和高级语言库函数6.其他观点操作系统作为仲裁者（协调者）使多个应用程序/用户高效，公平地一起工作保护用户不互相干扰例子：并发，存储保护，文件系统，网络操作系统作为管理程序硬件平台扩展为运行平台运行平台是承载应用程序的载体平台之争企业竞争的范围已经超出了市场

7、、资本和技术竞争的焦点：表面上：平台（标准）实质上：争夺产业的制高点操作系统作为幻觉制造者(illusionist)提供硬件的高层界面，取消硬件限制操作系统提供无限的内存、无限的CPU操作系统作为管理者(government)有效合理地分配资源，保护用户不受侵犯提供安全、保密措施操作系统作为历史教员学习过去，预测未来操作系统作为标准服务提供者提供每个用户需要的标准工具如标准库、窗口系统程序创建和执行存取I/O设备控制对文件的存取系统存取错误检测和回应统计五、操作系统的发展操作系统发展是随着计算机硬件技术、应用软件的发展而发展的发展的方向：充分利用硬件提供更

8、好的服务1.概述操作系统历史划分为4个阶段控制台一个用户一次完成一