计算机操作系统第1章课件

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1、第一章操作系统引论1.1前言1.2操作系统的目标和作用1.3操作系统的发展过程1.4操作系统的基本特性1.5操作系统的主要功能1.6操作系统的结构设计1.1前言1.1.1操作系统的地位1.1.2教学目的1.1.3教学内容1.1.4学习基础1.1.5课程安排和要求1.1.1操作系统的地位1.计算机系统管理中心2.最复杂最精确的人工开发的管理系统；3.在计算机系统中不可缺少，少了操作系统，用户不可能上机使用计算机资源。1.1.2教学目的1.掌握操作系统概念2.了解操作系统结构3.熟悉操作系统算法4.为高级程序设计和操作系统使用、管理、开发打基础5.为其他课程学习提供知识保障

2、1.1.3教学内容1.主要介绍操作系统原理2.操作系统的四大管理:处理机,存储器,设备,文件3.操作系统的安全性1.1.4学习基础1.数据结构；2.程序设计；3.计算机原理；4.汇编语言。1.1.5课程安排和要求总学时48平时成绩:上机,作业,出勤1.2操作系统的目标和作用1.2.1操作系统的目标目前存在着多种类型的OS，不同类型的OS，其目标各有所侧重。通常在计算机硬件上配置的OS，其目标有以下几点：1.方便性2.有效性3.可扩充性4.开放性1.2.2操作系统的作用1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(1)命令方式。这是指由OS提供了一组联机命令(语言)，用户

3、可通过键盘输入有关命令，来直接操纵计算机系统。(2)系统调用方式。OS提供了一组系统调用，用户可在自己的应用程序中通过相应的系统调用，来操纵计算机。(3)图形、窗口方式。用户通过屏幕上的窗口和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。2.OS作为计算机系统资源的管理者OS的主要功能对计算机软硬资源进行管理处理机管理：用于分配和控制处理机；存储器管理:主要负责内存的分配与回收；I/O设备管理:负责I/O设备的分配与操纵；文件管理:负责文件的存取、共享和保护。3.OS用作扩充机器裸机：一台完全无软件的计算机系统虚机器：配置了软件，比裸机功能更强、使用更方便的机器。终端用

4、户应用程序实用程序操作系统计算机硬件程序员操作系统设计者1.2.3推动操作系统发展的主要动力1.不断提高计算机资源利用率2.方便用户3.器件的不断更新换代4.计算机体系结构的不断发展1.3操作系统的发展过程1.3.1无操作系统的计算机系统1.人工操作方式未出现OS。采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统，特点:没有OS,没有软件效率低:手工装卸纸带计算机各部件串行工作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1-2脱机I/O示意图1.3.2单道批处理系统单道批处理系统的中心思想

5、是，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制器提交作业，由监控器将作业组织在一起构成一批作业，然后将整批作业放入由监控器管理的输入设备上，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。1.单道批处理系统(SimpleBatchProcessingSystem)的处理过程图1-3单道批处理系统的处理流程2.单道批处理系统的特征(1)自动性。(2)顺序性。(3)单道性。1.3.3多道批处理系统1.多道程序设计的基本概念通过软件技术使同时进入计算机内存的几个相互独立的程序，在管理程序控制穿插运行图1-4

6、单道和多道程序运行情况t1t2t3t4t5t6t7t8结束中断I/O完成启动I/OI/O中断请求I/O完成启动I/OI/O中断请求用户程序监督程序I/O操作(a)单道程序运行情况程序A程序AI/O请求程序AI/O完成程序B程序BI/O请求程序C程序CI/O请求程序D程序DI/O请求CI/O完成C再次调度程序BI/O完成程序A再被调度程序A程序B程序C程序D调度程序(b)四道程序运行情况A完成结束中断2.多道批处理系统的特征多道性。(2)宏观上并行(3)微观上串行。3.多道批处理系统的优缺点资源利用率高。(2)系统吞吐量大。(3)平均周转时间长。(4)无交互能力。4.多道

7、批处理系统需要解决的问题处理机管理问题。(2)内存管理问题。(3)I/O设备管理问题。(4)文件管理问题。(5)作业管理问题。设想一台电脑配备256KB的可用内存空间(未被OS占用的)，一个磁盘，一个终端和一台打印机。3个程序JOB1、JOB2和JOB3，同时被提交执行，如下表所列。JOB1JOB2JOB3作业类型偏重计算偏重I/O偏重I/O执行时间5min15min10min所需内存50KB100KB80KB是否需要磁盘NoNoYes是否需要终端NoYesNo是否需要打印机NoNoYes多道程序设计在提高资源利用率方面产生的效果单道程序