孙钟秀___操作系统PPT_1.2

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1、1.2操作系统的发展和形成1.2.1人工操作阶段1.2.2管理程序阶段1.2.3多道程序设计与操作系统的形成1.2.4操作系统的分类1.2.1人工操作阶段算题过程人工把源程序用穿孔机穿制在卡片或纸带上将准备好的汇编解释程序或编译系统装入计算机汇编程序或编译系统读入人工装在输入机上的穿孔卡或穿孔带执行汇编过程或编译过程，产生目标程序，并输出目标卡片迭或纸带通过引导程序把装在输入机上的目标程序读入计算机启动目标程序执行，从输入机上读入人工装好的数据卡或数据带产生计算结果，执行结果从打印机上或卡片机上输出人

2、工操作阶段的缺点用户上机独占全机资源，造成资源利用率不高，系统效率低下手工操作多，浪费处理机时间，也极易发生差错数据的输入，程序的执行、结果的输出均联机进行，从上机到下机的时间拉得非常长1.2.2管理程序阶段(1)工作流程如下：操作员集中一批用户提交的作业，由管理程序将作业从纸带或卡片机输入到磁带上，每当一批作业输入完成后，管理程序自动把磁带上的第一个作业装入主存，并把控制权交给作业。当该作业执行完成后，作业又把控制权缴回管理程序，管理程序再调入磁带上的第二个作业到主存执行.管理程序阶段(2)管理程序

3、主存组织中断处理设备驱动作业定序命令和JCL语言解释器用户程序区管理程序阶段(3)管理程序的主要功能:自动控制和处理作业流提供一套操作命令提供设备驱动和I/O控制功能提供库程序和程序装配功能提供简单的文件管理功能管理程序阶段(4)程序算题过程管理程序还有未处理作业取下一个作业步控制卡读Job卡登记新作业End作业卡回收资源撤离作业执行作业步作业步正常结束分析原因作相应处理作业继续执行转向某作业步SSSFFF结束1.2.3多道程序设计与操作系统形成1.多道程序设计的概念中断与通道多道程序设计是指允许多个

4、程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法从宏观上看:并行从微观上看:串行引入多道程序设计技术的目的：提高CPU的利用率，充分发挥计算机硬部件的并行性。多道程序设计例(1)单道算题运行时处理器的使用效率78输入机处理器磁带机130150228280300378430450时间多道程序设计例(2)两道算题运行时处理器的使用效率78输入机处理器磁带机1130150228280300378430450时间磁带机2打印机P1P2P1P2多道程序设计的效果(1)52/（78十52十20）≈35%（

5、52+42）/150≈63％多道程序设计的效果(2)采用多道程序设计提高了效率，即增长了单位时间的算题量，但对每道程序来说，却延长了计算时间。多道程序设计技术提高资源利用率和系统吞吐率是以牺牲用户的响应时间为代价的。多道程序设计与操作系统形成2多道程序设计的道数问题程序等待I/O操作的时间占其运行时间的比例为p，当主存中有n道程序时，所有程序都等待I/O的概率是pn，那么，CPU利用率=1-pnn称多道程序的道数或度数，可见CPU的利用率是n的函数多道程序设计与操作系统形成多道程序设计的优点与缺点优点

6、：提高了CPU的利用率提高了主存和I/O设备的利用率改进了系统的吞吐率充分发挥了系统的并行性其主要缺点是:作业周转时间延长多道程序设计与操作系统形成3多道程序设计系统与多重处理系统多重处理系统是指配置了多个物理CPU，能真正同时执行多道程序的系统。要有效地使用多重处理系统，必须采用多道程序设计技术；反过来，多道程序设计不一定要求有多重处理系统支持。多道程序设计与操作系统形成实现多道程序设计必须解决三个问题：存储保护与程序浮动；处理器的管理和调度；系统资源的管理和调度。多道程序设计与操作系统形成操作系统

7、资源管理水平和操作自动化程度进一步提高，表现在:1实现了计算机操作过程自动化。2资源管理水平有了提高。3提供虚存管理功能。4支持分时操作。5文件管理功能有改进。6多道程序设计趋于完善。1.2.4操作系统的发展与分类三种基本的操作系统类型：1批处理操作系统2分时操作系统3实时操作系统批处理操作系统批处理操作系统（BatchOS）批处理系统的主要特征：用户脱机工作成批处理作业多道程序运行作业周转时间长分时操作系统分时操作系统（TimeSharingOperatingSystem）分时系统的特征同时性独立性

8、及时性交互性分时与批处理操作系统的区别目标不同适应作业的性质不同资源使用率不同作业控制方式不同批处理多道程序设计和分时系统的比较批处理多道程序设计分时系统主要目标充分提高系统资源利用率减少响应时间操作系统指令来源作业控制语言作业提供的命令终端键入的命令实时操作系统(1)三种典型的实时系统:过程控制系统(生产过程控制)信息查询系统(情报检索)事务处理系统(银行业务)实时操作系统(2)所谓“实时”，是表示“及时”，而实时系统(Real-TimeSystem)