电脑作业系统

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1、電腦作業系統第一章簡介1第一章簡介什麼是作業系統﹖電腦系統的組成要素使用者觀點系統觀點系統目標系統特徵遷移單節點系統多節點系統特殊目的系統計算環境摘要2什麼是作業系統﹖讓使用者妥善地使用軟硬體資源的系統程式電腦系統的四個組成要素硬體設備作業系統應用程式使用者作業系統負責控制並協調分配硬體資源給各個使用者，管理系統內的硬體軟體資料3電腦系統的組成要素硬體設備作業系統瀏覽器文字處理程式編譯器…資料庫系統與應用程式使用者1使用者2使用者3使用者n…4使用者觀點個人電腦作業系統的設計考量使用上的便利性執行的效能大型電腦或迷你電腦作業系統的設計考量提高系統中資

2、源的使用率使用者程式不會相互影響手持式系統作業系統的設計考量使用的方便性省電提高系統效能5系統觀點作業系統是電腦上的資源分配者，負責管理並有效且公平地分配資源。作業系統是一個控制程式，負責管理程式的執行預防錯誤或不正常地使用電腦注重I/O裝置的操作與控制作業系統創造出一個便利的系統使用環境，是將控制硬體、協調軟體及分配系統資源的函式集合而成的程式。6系統目標個人電腦作業系統的主要目標是讓使用者可以方便地使用系統。大型電腦作業系統的主要目標是讓系統能夠更有效率地運作。圖形使用者界面使得作業系統在執行的效率之外更考慮了使用上的方便性。作業系統與電腦結構的

3、發展有著密切關係，而且是互相影響的，如快取機制多媒體晶片7系統特徵遷移電腦系統的特徵由純硬體系統，到有編譯器產生應用程式，再到批次系統與分時系統，甚至發展出分散式系統與容錯系統。有些以往只有在大型電腦上才有的功能，已經逐漸地在迷你電腦、微型電腦、以及手持式電腦上發展，如MULTICS作業系統。8作業系統特徵遷移示意圖編譯器無軟體交談式網路無軟體編譯器分時多使用者多處理器常駐監控常式網路容錯叢集UNIX無軟體編譯器分時多使用者分散式系統批次多處理器常駐監控常式網路容錯UNIX195019601970198019902000MULTICS大型電腦迷你電腦

4、個人電腦無軟體編譯器交談式多處理器多使用者網路UNIX手持式電腦9第一章簡介什麼是作業系統﹖單節點系統大型電腦系統個人電腦系統多處理器電腦系統多節點系統特殊目的系統計算環境摘要10單節點系統一般的電腦系統都是屬於單節點系統，如大型電腦系統個人電腦系統多處理器電腦系統為了充分使用系統資源、提高CPU的使用率，單節點系統中發展出了批次系統、多元程式系統與分時系統等技術。11大型電腦系統批次系統為了要加速電腦處理的速度，將性質接近的工作集合成一批次一次執行。多元程式系統當CPU所執行的工作進入等待狀態時，切換到記憶體中的其他工作繼續執行。分時系統分時系統也

5、稱為多工系統，CPU在記憶體中多個工作之間快速地切換，使用者可以與每個執行的程式進行互動。12批次系統記憶體示意圖作業系統使用者程式區域13多元程式系統記憶體示意圖工作1作業系統工作2工作314個人電腦系統個人電腦作業系統受到了許多大型電腦作業系統的影響，也繼承了許多大型電腦的技術，包括了MicrosoftWindowsAppleMacintoshLinuxIBMOS/2等由於微型電腦的價格低廉，大部分使用者都有自己的個人電腦，所以CPU的使用率已不再是主要考量。而是如何讓使用者更方便地使用電腦系統。15多處理器電腦系統多處理器系統具有多顆CPU，這

6、些CPU共享系統中的匯流排、時脈、記憶體以及週邊裝置等。多處理器系統有三大優點：提高產量降低成本提高可靠度多重處理系統中的每個處理器都執行一份相同的作業系統。非對稱多重處理使用主從架構，每個處理器有不同的工作，由主處理器負責控制整個系統，並分配工作給其他處理器。16對稱多重處理架構圖…CPUCPUCPUCPU記憶體I/O裝置匯流排17第一章簡介什麼是作業系統﹖單節點系統多節點系統分散式系統叢集式系統特殊目的系統計算環境摘要18多節點系統多節點系統中不只有一個節點，它可以將許多電腦集合在一起而提高系統的計算能力，或是可以共享系統中的資源。分散式系統叢集

7、式系統19分散式系統分散式系統就是架構在網路之上，藉由網路的連接共享資源以提高系統的計算效能，並提供使用者功能更豐富的服務。分散式作業系統在各電腦之間的溝通較為緊密，使用者不需要知道對方的存在就可以彼此分享資源，感覺上像是使用同一部電腦上的資源。20分散式系統(續)分散式系統可以分為主從(客戶/伺服)系統伺服端會執行客戶端所發出的要求。同儕系統系統不同節點間的角色是對等的，各節點不僅要求服務，也提供服務。21客戶/伺服系統架構圖客戶端客戶端客戶端客戶端網路…伺服端22叢集式系統叢集式系統利用區域網路緊密連接。共享系統中的儲存裝置。使用多個CPU進行運

8、算。包括對稱式叢集、非對稱式叢集、平行叢集和廣域網路叢集等。叢集運算是用來提高系統的可用度，也就是系統隨時可