第1章操作系统概论new

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1、《操作系统》第一章操作系统概论第一章操作系统概论1.1什么是操作系统，操作系统的发展过程1.2操作系统的发展历史1.3现代操作系统类型1.4操作系统的特征1.5网络操作系统定义1.6网络操作系统体系结构1.7网络操作系统功能1.8各种网络操作系统1．1什么是操作系统？1操作系统的地位和目标2操作系统的概念从系统观点：操作系统是对计算机资源进行有效的管理；这些资源包括硬件和软件。操作系统向用户提供了高级而调用简单的服务。从用户观点：操作系统为用户使用计算机提供良好的界面。操作系统是用户与计算机硬件之间的接口，一般可以分为三种：命令方式，系统调用，图形界面。从软件观点：操作系统是程序和

2、数据结构的集合。可以认为，操作系统在计算机系统中的位置：操作系统是计算机硬件的首次扩展。2操作系统的概念定义：操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程，以及方便用户使用的程序与相关数据的集合。3操作系统的作用和组成操作系统的作用：几种观点(1)OS是计算机硬件、软件资源的管理者。管理对象包括：CPU、存储器、外部设备、信息;管理的内容：资源的当前状态、资源的分配、回收和访问操作，相应管理策略。(2)OS是用户使用系统硬件、软件的接口。系统命令；系统调用；(3)OS是虚拟机(virtualmachine)。3操作系统的作用和组成操作系统的组成(1)管理模块：

3、针对不同管理对象的程序模块（通常称为操作系统核心）(2)用户接口：如外壳(shell)、窗口系统在shell中，通过运行其他程序来完成各种功能操作系统的非形式化定义：为系统软件，程序模块的集合，提供资源管理和用户接口功能。1.2操作系统的发展历史1.早期的人工操作方式1946~50年代（电子管），集中计算（计算中心），计算机资源昂贵；工作方式：手工用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员；编程语言：为机器语言；输入输出：纸带或卡片；1.2操作系统的发展历史计算机的工作特点：1)用户独占全机：不出现资源被其他用户占用，资源利用率低；2)CPU等待用户：计算前，手工装入纸

4、带或卡片；CPU利用率低；主要矛盾：1)计算机处理能力的提高，手工操作的低效率；2)用户独占全机的所有资源；1.2操作系统的发展历史2.单道批处理系统(SimpleBatchProcessing)批处理中的作业的组成：包括用户程序、数据和作业说明书（作业控制语言）"批"：供一次加载的磁带，通常由若干个作业组装成，在处理中使用一组相同的系统软件（系统带）。脱机输入/输出：为了解决输入/输出设备与CPU的速度不匹配的问题，引入了外围计算机——卫星机，让它来处理系统的输入/输出，把CPU从繁重的I/O处理中解脱出来。1.2操作系统的发展历史两种批处理方式(1)联机批处理慢速的输入输出处理

5、仍直接由主机来完成；用户提交作业：以纸带或卡片为介质；批作业处理：对批作业中的每个作业进行相同的处理：从磁带读入用户作业和编译链接程序，编译链接用户作业，生成可执行程序；启动执行；执行结果输出。问题：输入输出时，CPU处于等待状态。1.2操作系统的发展历史(2)脱机批处理（缓冲技术的一种）利用卫星机完成输入输出功能。主机与卫星机可并行工作。卫星机：完成面向用户的输入输出（纸带或卡片），中间结果暂存在磁带或磁盘上。单道批处理的主要问题：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；1.2操作系统的发展历史3.中断和

6、通道技术中断：是指CPU在收到外部中断信号后，停止原来工作，转去处理该中断事件，完毕后回到原来断点继续工作。通道：也就是I/O通道技术，它是控制一台或者多台外部设备的硬件机构，能够使得I/O操作与主机并行工作，相当于一个I/O处理器。要比DMA（DirectMemoryAccess）技术早。通道用于控制I/O设备与内存间的数据传输。启动后可独立于CPU运行，实现CPU与I/O的并行。1.2操作系统的发展历史SPOOLING技术：如果CPU处理数据的速度比I/O设备要快得多，它要等待I/O设备把数据送入缓冲区之后才能读取处理，输出也是如此。开始的时候，CPU可能还可以全速运行，但是不

7、久所有的系统缓冲区都可能被塞满，此后CPU必须等待I/O设备取走缓冲区中的数据之后，才可往其中存放新数据。SPOOLING技术（SimultaneousPeripheralOperatingOnLine）—并行的外围设备联机操作，是以磁盘为缓冲区来解决低速的I/O设备与高速的CPU之间的速度匹配问题。1.2操作系统的发展历史4.多道批处理系统(MultiprogrammingSystem)在系统中同时被执行的程序不止一个，在任意一个时刻，它们都处于开始点和终止点之间。