系统架构设计师教程第3版

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1、实用标准文案系统架构设计师教程（第3版）第 1 章 操作系统本章主要介绍操作系统的基本概念及其形成、发展历史和主要类型，并指出操作系统的5大管理功能。掌握操作系统原理的关键在于深入理解"一个观点、两条线索".一个观点是以资源管理的观点来定义操作系统；两条线索是操作系统如何管理计算机各类资源和控制程序的执行。操作系统如何实现对这些资源的管理，其内涵、设计和实现是本章的主要内容。1.1   操作系统的类型与结构计算机系统由硬件和软件两部分组成。操作系统是计算机系统中最基本的系统软件，它既管理计算机系统的软、硬件资源，又控制程序的执行。操作系统随着计算机研究和应用的发展进步形成并日趋成熟，它为

2、用户使用计算机提供了一个良好的环境，从而使用户能充分利用计算机资源，提高系统的效率。操作系统的基本类型有：批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。从资源管理的观点看，操作系统主要是对处理器、存储器、文件、设备和作业进行管理。1.1.1   操作系统的定义系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程和有效地利用资源，在计算机与用户之间起接口的作用。操作系统与硬件/软件的关系如图1-1所示。精彩文档实用标准文案图1-1 操作系统与硬件/软件的关系1.1.2   操作系统分类按照操作系统的功能划分，操作系统的基本类型有批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作

3、系统、嵌入式操作系统等。1.批处理操作系统在批处理操作系统（BatchProcessingOperatingSystem,BPOS）中，系统操作员将作业成批地输入计算机，由操作系统选择作业调入内存加以处理，最后由操作员将运行结果交给用户。批处理操作系统有两个特点：一是"多道",指系统内可同时容纳多个作业；二是"成批",指系统能成批自动运行多个作业，在运行过程中不允许用户与其作业发生交互作用。所以，合理地调度和管理系统资源是操作系统的主要任务。资源使用的有效性和作业的吞吐量是多道批处理操作系统的主要设计目标，同时也要兼顾作业的周转时间。2.分时操作系统在计算机架构发展中，引进了中断和通道技

4、术，于是就有了分时的概念。分时操作系统（TimeShareOperatingSystem,TSOS）是指一台计算机连接多个终端，系统把CPU（CentralProcessUnit,中央处理单元）时间分为若干时间片，采用时间片轮转的方式处理用户的服务请求。对每个用户能保证足够快的响应时间，并提供交互会话能力。在计算机系统中，分时的概念是指两个或两个以上事件按时间划分轮流地使用系统中的某一资源。实际上，在多道程序系统中，内存中的诸作业程序也是分时使用CPU的。分时操作系统具有多用户同时性、交互性、独立性、及时性等特点。3.实时操作系统精彩文档实用标准文案计算机不但广泛应用于科学计算和数据处理

5、方面，也广泛应用于工业生产过程中的通常称之为实时控制的自动控制，实验室中的实验过程控制，导弹发射控制，票证预订管理等应用领域。实时系统是随着计算机应用于实时控制和实时信息处理领域中而发展起来的。"实时"是指及时响应随机发生的外部事件的请求，并以足够快的速度完成对外部事件的处理，控制所有实时设备和实时任务协调一致地运行。实时系统包括实时控制系统和实时处理系统。实时控制指生产过程控制等。实时处理指实验数据采集、订票系统等；实时系统的主要特点是及时性和高可靠性。4.网络操作系统网络操作系统（NetworkOperatingSystem,NOS）是建立在各结点计算机的操作系统之上，用于管理网络通

6、信和共享资源，协调各结点计算机上任务的运行，并向用户提供统一、有效的网络接口的一组系统软件。网络用户只有通过网络操作系统才能为其提供各种网络服务。网络操作系统的主要任务是用统一的方法管理整个网络中共享资源的使用和协调处理任务。它应具有下述4个基本功能：（1）网络通信。实现源计算机与目标计算机之间的无差错数据传输。它包括为通信双方建立通信链路；对传输过程中的数据差错进行检查和校正，并使发送、接收速度匹配；在传输任务完成后，拆除通信链路。（2）资源管理。采用统一、有效的方法协调多个用户对共享资源的使用，使用户能很方便地使用远程资源。对资源的具体管理和控制，仍由其主机的操作系统实现。（3）提供

7、多种网络服务。主要的网络服务有：远程作业录入服务，使用户能将作业传输到远程结点计算机进行批处理，并将结果回送给用户；电子邮件服务，为用户传输实时和非实时的电子邮件；文件传送、访问和管理服务，使用户能方便地访问远程结点的文件。（4）提供网络接口。向网络用户提供统一、有效的网络共享资源和得到网络服务的网络接口。5.分布式操作系统精彩文档实用标准文案从计算机发展趋势来看，计算机的架构开始向并行处理技术和多处理机的计算机系统结构的方向发展。