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1、第一章操作系统概论第一章操作系统概论1.1操作系统概观1.2操作系统的形成和发展1.3操作系统提供的服务和用户接口1.4操作系统结构和运行模型1.5流行操作系统简介1.1、操作系统概观1.1.1操作系统的定义和目标1.1.2操作系统的资源管理技术1.1.3操作系统的作用与功能1.1.4操作系统的主要特性计算机系统层次结构操作系统与支撑软件及应用软件的区别程序意图不同,操作系统有权分配资源，而其它程序只能使用资源；操作系统是软件系统的核心，是各种软件的基础运行平台；通用操作系统提供共性功能支持，与硬件相关
2、但和应用领域无关；支撑软件及应用软件不能直接而只能通过操作系统来使用计算机系统的物理资源。操作系统:四种基本观点观点之一：用户环境观点观点之一：用户环境观点用户接口观点之二：虚拟机器观点该观点认为，操作系统是建立在计算机硬件平台上的虚拟机器,它为应用软件提供了许多比计算机硬件功能更强或计算机硬件所没有的功能。操作系统在虚拟机中充当管理员和协调员的角色,管理计算机的软硬件资源,并协调多任务,多进程的运行。扩充：功能，计算机数量观点之三：资源管理观点操作系统是计算机系统中各类资源的管理者,她负责分配,回收以
3、及控制系统中的各种软硬件资源.跟踪资源的使用状况,满足资源请求,提供资源利用率,以及协调各程序和用户对资源的使用冲突.监视资源分配/回收资源保护资源.观点之四：作业组织观点操作系统是计算机系统工作流程的组织者,它负责协调在操作系统中运行的各个应用软件的运行次序.用于巨型机和大型服务器上,以批文件方式提交作业,请求主机逐个运行.主机操作系统负责组织,协调各个作业的运行,报告执行结构或错误信息.减少了人工干预,提高了系统的效率.有利于有效利用造价高且性能强大的主机资源.1.1.1操作系统的定义和目标操作系统
4、是管理系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的最基本的一种系统软件。操作系统的主要目标方便用户使用扩大机器功能管理系统资源提高系统效率构筑开放环境资源复用(解决物理资源数量不足)资源虚化(解决物理资源数量不足，提高服务的能力和水平)资源抽象(处理系统的复杂性，解决资源的易用性)资源管理技术空分复用时分复用时分独占式时分共享式1.1.2操作系统的资源管理技术1)资源复用操作系统让众多进程共享物理资源，这种共享称为资源复用。(1)空分
5、复用共享---该资源可进一步分割成更多和更小的单位供进程使用。例如：辅助存储器（磁盘）(2)时分复用共享---并不把资源进一步分割成更小的单位，进程可在一个时间片内独占使用整个物理资源。例如:内存与CPU时分复用共享分类时分独占式--进程获得时分独占式资源后，对资源执行多个操作，通常使用一个完整的周期后才会释放(如磁带)。时分共享式--时分共享式资源指进程占用该类资源使用后，很可能随时被剥夺，被另一个进程抡占使用(如处理器、磁盘机)。2)资源虚化是对资源进行转化、模拟或整合，把物理上的一个资源变成逻辑上
6、的多个对应物的一类技术。虚化的例子—虚拟设备、虚拟存储器、虚拟屏幕(终端)。3)资源抽象资源抽象用于处理系统的复杂性，重点解决资源的易用性。资源抽象指通过创建软件来屏蔽硬件资源物理特性和接口细节，简化对硬件资源的操作、控制和使用的一类技术。单级资源抽象与多级资源抽象。4)组合使用抽象和虚化技术对于一类资源，操作系统往往同时实施抽象和虚化技术。例1，为打印机既配置“打印函数”(设备驱动程序)，又实施虚拟设备，通过打印函数抽象隐蔽打印机动作细节，实施SPOOLing虚化“扩充”物理打印机数量。例2，窗口软件
7、是对物理终端的虚化和抽象，能为用户提供虚拟终端和方便的I/O服务。2操作系统中最基础的抽象计算机系统的物理资源可被分成两大类：计算机类（处理器、主存）存储及接口类（辅助存储器、外部设备）为了方便对物理资源的管理和使用，现代操作系统对资源进行三种最基础的抽象。2操作系统中最基础的抽象进程抽象--是对已进入主存正在运行的程序在处理器上操作的状态集的抽象。虚存抽象--是对物理主存的抽象，进程可获得一个硕大的连续地址空间来存放可执行程序和数据，可使用虚拟地址来引用物理主存单元。文件抽象--是对磁盘之类存储设备的
8、抽象。文件抽象是操作系统对磁盘设备进行多层次抽象的结果。第一层抽象，从磁盘到分区。第二层抽象，从分区到扇区。第三层抽象，从扇区到簇。第四层抽象，从簇到文件系统分区。文件抽象操作系统最基础抽象小结文件抽象虚存抽象进程抽象处理器主存设备三种抽象之间存在一种包含关系3虚拟计算机(virtualmachine)什么是虚拟计算机?虚拟计算机是一台抽象计算机，它在硬件的基础上由软件来实现，并且与物理计算机一样，具有指令集及可用的存储空间。3虚拟计算机(
