第一章 操作系统引论

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1、第一章操作系统引论葛瀛龙目录1.操作系统的目标和作用2.操作系统的发展过程3.操作系统的基本特征4.操作系统的主要功能5.操作系统结构设计6.总结参考书目1.《计算机操作系统》汤子瀛等编著2001年版西安电子科技大学出版社；2.OperatingSystems：DesignandImplementation（SecondEdition）AndrewS.TanenbaumAlbertS.Woodhull操作系统：设计与实现（第二版）电子工业出版社参考书目考察方式采用“1+1+1+7”方式10%创新能力+10%出勤+10%实训+70%考试一、操作系统的目标和作用•计算机系统硬件

2、：中央处理机（CPU）、内存、外存、其他外部设备。计算机操作系统系统系统软语言处理系统（编译、汇编程序）件数据库管理系统软件常用的服务程序（库连接、诊断、排错程序）应用软件：为多种应用而编制的程序，如：财务管理、电子商务、车票销售系统等一、操作系统的目标和作用•操作系统在计算机系统中的地位一般用户程序员OS开发人员应用软件其它系统软件操作系统硬件一、操作系统的目标和作用•操作系统具体完成什么工作–负责启动每个程序，以及结束程序的工作。–文件的复制、删除、磁盘内容的查看等。–同时运行多个程序（即多个任务）。–为编程提供支持。一、操作系统的目标和作用•操作系统的目标–方便性：使

3、计算机易学易用–有效性：提高系统资源的利用率和吞吐量–可扩充性：能适应硬件的发展，容易升级–开放性：具备可移植性和互操作性一、操作系统的目标和作用•操作系统的作用–用户与计算机硬件之间的接口用户应用程序系统调用命令图形窗口方式操作系统计算机硬件一、操作系统的目标和作用•操作系统的作用–计算机系统资源的管理者•四种资源：处理器、存储器、I/O设备以及信息。•四种功能：处理器管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理。–实现对计算机资源的抽象•通常把覆盖了软件的机器成为扩充机器或虚拟器。用户用户I/O软件机器指令物理接口物理接口硬件硬件二、操作系统的发展过程•1无操作系统的计算

4、机系统•2单道批处理系统•3多道批处理系统•4分时系统•5实时系统•6微机操作系统的发展•7其他类型操作系统二、操作系统的发展过程•1无操作系统的计算机系统–人工操作方式•工作方式纸带（卡片）输入机计算机打印结果取走纸带•缺点用户独占全机；CPU等待人工操作•问题人机矛盾二、操作系统的发展过程–脱机输入/输出方式•工作方式事先将装有用户程序和数据的纸带装入输入机，在外围机的控制下，输入到磁带，并在需要的时候，高速调入内存。•优点减少CPU空闲时间；提高I/O速度。磁带纸带机辅机磁带机磁带机主机二、操作系统的发展过程•2单道批处理系统–系统对作业的处理是成批进行的，且在内存中

5、始终只保持一道作业，故称为单道批处理系统。–思想把一批作业脱机输入到磁带上，在监督程序（OS的雏形）的控制下使这批作业能一个接一个的连续得到处理。二、操作系统的发展过程–单道批处理系统的特征•自动性，磁带上的一批作业能自动逐个一次运行。•顺序性，磁带上的个到作业是顺序进入内存的。•单道性，内存中仅有一道程序运行，当该程序完成或者异常时，才换入其他程序进入内存运行二、操作系统的发展过程•单道批处理的问题–CPU和I/O设备使用忙闲不均（取决于当前作业的特性）。•对计算为主的作业，外设空闲；•对I/O为主的作业，CPU空闲。二、操作系统的发展过程•3多道批处理系统–内存中同时存

6、在多个用户程序，使之同时处于运行状态。–思想：用户提交的作业先放在外存上并排成一个队列，称为后备队列，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干作业调入内存，使之运行，形成源源不断的作业流。二、操作系统的发展过程•单道批处理程序的情况程序A运行程序A运行CPUI/O操作外设二、操作系统的发展过程•多道批处理程序的情况CPU程序A程序B程序A程序BI/O设备输入输出I/O设备输入等CPU输出问题：是否内存存放的程序越多，资源利用率越高？二、操作系统的发展过程•多道批处理系统的特征–多道性、无序性、调度性•优点–资源利用率高、系统吞吐量大•缺点–无交互能力、作业平均周转时间

7、较长二、操作系统的发展过程•多道批处理系统需要解决的问题–处理机管理问题–内存管理问题–I/O设备管理问题–文件管理问题–作业管理问题二、操作系统的发展过程•4分时系统–产生原因人机交互能力的需求、共享主机、方便用户上机–定义是指一台主机上连接了多个终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互的方式使用计算机，共享主机中的资源的系统。二、操作系统的发展过程•分时技术时间片+轮转工作•分时系统实现中的关键问题–及时接收－多路卡（多个I/O端口）–及时处理－作业直接进内存、时间片轮转•分时系统的特征–多路性、独占性、及