第1章操作系统概论

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1、网络操作系统授课教师:陈卫Email:chenwei_1976@ahau.edu.cn电话:5786623单位:信息与计算机学院网络工程系1课程性质：网络工程专业核心课程教学时数：50理论学时+30实验学时+1周课程设计教学内容：主要讲述计算机操作系统的基本概念、操作系统的五大功能、虚拟机技术的基本原理和概念、并且以linux操作系统为例讲述网络操作系统的功能及提供的服务。课程要求：理解概念,多上机实习。其它要求：2第1章操作系统概论1.1.1操作系统和网络操作系统◆计算机系统=计算机硬件+计算机软件◆计算机硬件组成=运算器+控制器+存储器+

2、输入/输出设备◆计算机软件分类=系统软件+应用软件◆裸机：没有任何软件支持的计算机（计算机硬件）◆虚拟机：经过软件扩充后，把裸机改造成功能更强、使用更为方便的机器，这种机器被称为虚拟机1.1操作系统的概念3◆引入操作系统的目的：提高系统资源使用效率；方便用户工作；方便系统扩充;◆操作系统的定义：它是计算机系统中控制和管理计算机系统资源、合理组织计算机工作流程、提高资源利用率和方便用户使用计算机系统的计算机程序的集合。它是计算机系统中的一个系统软件。◆网络操作系统的定义：就是具有网络功能的操作系统，用于管理网络通信和共享网络资源，协调各主机上任

3、务的运行，并向用户提供统一的、有效的网络接口的软件集合。41.1.2操作系统的目标(了解)⒈方便性⒉有效性⒊可扩充性⒋开放性、标准化⒌可靠性⒍可移植性51.1.3操作系统的地位和作用图1-1操作系统的供求关系61.操作系统是用户与计算机系统之间的接口①命令行接口②图形用户接口③程序接口2.操作系统是计算机系统资源的管理者和竞争资源的仲裁者在一个计算机系统中，归纳起来可以将资源分为四类：处理机、存储器、设备及文件（程序和数据）。相应地，操作系统的主要管理功能也正是针对这4类资源进行的。处理机管理；存储管理；设备管理；文件系统。73.操作系统是计

4、算机系统功能的扩充每当人们在计算机系统上覆盖一层软件后，系统功能便增强一级。由于操作系统自身包含了若干层软件，因此当裸机上覆盖了操作系统后，便可获得一台功能显著增强，使用极为方便的多层虚拟机器。虚拟机的观点也是我们分析操作系统的基本出发点。图1-2虚拟机器81.1.4操作系统的层次模型操作系统对象（处理机、存储器、设备、文件）对对象操纵和管理的软件集合（处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理）用户接口（命令行接口，图形用户接口，程序接口）用户接口（命令行接口、图形用户接口、程序接口）对对象操纵和管理的软件集合（处理机管理、存储器管理、设备管

5、理、文件管理）操作系统对象（处理机、存储器、设备、文件）图1-3操作系统层次模型91.2操作系统的分类与形成1.2.1操作系统的分类(了解)⑴按计算机体系结构的角度分类：单机操作系统、主从式多终端操作系统、多机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统。⑵按资源共享的级别分类：单任务操作系统、多任务操作系统、单用户操作系统、多用户操作系统、单道操作系统、多道操作系统。⑶按操作系统工作的方式分类：批处理系统、分时系统、实时系统。(4)按处理机调度的基本单位分类：以进程为单位的操作系统和以线程为单位的操作系统。101.2.2操作系统的

6、产生⒈手工阶段（46年---50年代末）(1)人工操作方式没有系统软件、用户直接用机器语言编程。在上机时独占全部资源。用户既是程序员又是操作员。缺点：◆CPU工作时间大量被浪费◆编程困难、操作困难11(2).脱机输入/输出(Off-LineI/O)方式这种脱机I/O方式的主要优点如下：减少了CPU的空闲时间。(2)提高I/O速度。图1-4脱机I/O的示意图122单道批处理阶段(1).单道批处理系统(SimpleBatchProcessingSystem)的处理过程图1-5单道批处理系统的处理流程13(2).单道批处理系统的特征单道批处理

7、系统是最早出现的一种OS，严格地说，它只能算作是OS的前身而并非是现在人们所理解的OS。尽管如此，该系统比起人工操作方式的系统已有很大进步。该系统的主要特征如下：(1)自动性。(2)顺序性。(3)单道性。141.2.3操作系统的形成1.多道程序设计技术在单道批处理系统中，内存中仅有一道作业，它无法充分利用系统中的所有资源，致使系统性能较差。为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量，在60年代中期又引入了多道程序设计技术，由此而形成了多道批处理系统(MultiprogrammedBatchProcessingSystem)。在该系统中，用户所

8、提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。