操作系统1.概论

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1、本章知识点计算机操作系统1.1操作系统的作用1.2操作系统的演变1.3操作系统的主要成就第1章操作系统概论1.4操作系统举例1.5操作系统的主要研究课题12操作系统是1.1操作系统的作用控制应用程序执行，（控制和管理资源）操作系统是充当硬件系统和应用程序(用户)之间界面(方便用户)控制应用程序执行，的软件。充当硬件系统和应用程序(用户)之间界面(方便用户)内存I/O设备的软件。操作系统I/O控制器软件I/O控制器①程序创建。②程序执行。M用户1…n应用程序1,2…-----------------------虚拟机器界面③I/O设备的访问。程序和I/O控制器数据M④控制对

2、文件的访问。操作系统处理器⑤系统访问。处理器OS-----------------------物理机器界面⑥查错和纠错。程序硬件（裸机）数据⑦簿记。34M操作系统的定义操作系统的定义Ø有效：系统效率，资源利用率操作系统是（如：CPU利用的充足与否，内存、外部设备是否忙碌）人工操作，机械、电子部件速度差异大ü有效控制和管理计算机硬件和软件资源、ü合理地组织计算机工作流程、Ø合理：ü以及方便用户使用计算机的公平与否，如果不公平则会产生“死锁”或“饥饿”程序的集合Ø方便：两种角度：用户界面编程接口561PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversio

3、nwww.pdffactory.com1.2操作系统的演变1.2.1串行处理系统从20世纪40年代末到50年代中期，没有OS。设计操作系统主要有两个目的：用户既是程序员又是操作员；用户是计算机专业人员，直接与硬件接触第一，为程序的开发和执行提供一个方便的环境；1.由操作员将纸带（或卡片、词典）装入输入机，第二，为保证计算机系统顺利执行，操作系统对各个计算活把程序和数据输入计算机，动进行调度。2.当程序行完毕，由用户取走纸带和计算结果后，硬件：昂贵－>便宜3.让下一个用户上机操作。人力：便宜－>昂贵Ø特点：无操作系统（串行处理/人工操作）ü用户独占全机。ü串行性批处理系统：

4、简单批处理和多道程序批处理Ø人工操作方式缺点：分时系统、实时系统、ü效率非常低，CPU等待人工操作。网络OS、分布式OS、嵌入式OSü用户独占全机，资源浪费。7ü每一用户都要自行编写涉及到硬件的源代码8工作量大，难度高，易出错，需要大量人力和物力1.2.1串行处理系统1.2.2简单批处理系统Ø浪费：主要思想是：CPU与外设速度不匹配通过应用一种被称为监控器的软件，使用户不必再直接接触机器，而是先通过卡片机和纸带机向计算机控手工操作方式和高速机器之间的不匹配制器提交作业，由监控器将作业组织在一起，构成一批作业，Ø提高资源利用率然后将整批作业放入由监控器管理的输入设备上，多部

5、件并行，每当一个程序执行完毕返回监控器时，监控器已自动装入下一个程序。多任务共享减少安装磁带、装入程序和返绕磁带等有关的工序浪费的时间，因此，也就减少了计算机的空闲时间。910Ø系统对作业的处理是成批地进行1.2.2简单批处理系统的不足Ø作业在系统中配置的监督程序控制下，ü先把磁带上的第一个作业调入内存，Ø用户不能与其作业交互以捕捉程序中的问题。ü并把控制权交给该作业，用户一旦提交作业就失去了对其运行的控制能力，用户程序中的所有问题必须事先安排好。ü当该作业处理完后，再由监督程序把第二个作业输入内存Ø安全问题：有意或无意地读取他人的卡片。打印机建立监控和用户两种操作态，使

6、其只有在监控态下才能读控制卡。磁带机通过建立一组仅能在监控态下执行的特权指令，操作系统就能保证读卡卡在任何时候都能控制整个系统。机片片阅Ø系统利用率还需改进IBMIBMIBMP6图1.5的例子：读/写记录：1.5msCPU执行：0.1ms140170941401改进思路：多个程序穿插进行1112输入磁带输出磁带2PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com1.2.3多道程序批处理系统多道程序设计技术：在内存中同时保持若干道程序，系统按某种调度策略交替执行这些程序，使CPU保持最少的空闲时间。交替执行：已

7、开始运行且尚未结束的程序，它们交替运行，共享系统中的各种硬、软资源。在批处理中采用多道程序设计技术，就形成了多道批处理系统。1314采用多道程序设计技术，可让这三个作业并行运行。为了说明多道程序的优点，再来参考Turner提出的例由于它们运行中几乎不同时使用同一资源，所以三个子：某计算机系统，有256KB的主存(不包含操作系统)，一个磁盘，一个终端和一台打印机。同时提交的三个作业分别命名为JOB1、JOB2、作业可同时运行：JOB1在进行数据处理的同时，JOB3。JOB2在终端上进行作业输入，JOB3在使用磁盘和打印机。因此，