ch1-1.1操作系统的概观

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1、操作系统教程(第三版)高等教育出版社出版2003年6月Ch1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操作系统的结构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操作系统的作用和功能1.1.3操作系统的主要特性1.1.1操作系统的定义和目标操作系统是管理系统资源、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一种系统软件。它可被看作是用户和计算机硬件之间的一种接口，是现代计算机系统不可

2、分割的重要组成部分。计算机系统的层次结构(1)用户1用户2用户3用户4用户n财务系统航空订票上网浏览电子商务科学计算（应用程序）编译程序汇编程序编辑程序数据库（系统程序）操作系统计算机硬件………计算机系统的层次结构(2)硬件层操作系统层系统程序层应用层硬件层提供基本的可计算性资源，包括：具有一组指令的处理器、可被访问的寄存器和存储器，可被使用的各种I/O设施和设备。这些是操作系统赖以工作的基础，也是操作系统设计者可以使用的功能和资源。操作系统层对硬件作扩充和改造，提供了操作系统接口，为编译程序、编辑程序、数据库系统等的设计者提供

3、有力支撑。此外，操作系统还要做资源的调度和分配，信息的存取和保护，并发活动的协调和控制等许多工作。系统程序层建立在操作系统改造和扩充过的机器上，提供扩展指令集，实现各种语言处理程序、数据库管理系统和其他系统程序。提供种类繁多的实用程序，如连接装配程序、库管理程序、诊断排错程序、分类/合并程序等供用户使用。应用层解决用户不同的应用问题，应用程序开发者借助程序设计语言来表达应用问题，开发各种应用程序，既快捷又方便。操作系统和硬件组成了一个运行平台，其他软件都运行在这个平台上。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

4、系统效率构筑开放环境1.1.2操作系统的作用与功能操作系统的作用OS作为用户与计算机硬件之间的接口OS作为虚拟计算机OS作为计算机系统的资源管理者(1)OS作为用户与计算机硬件之间的接口(1)操作系统能：•改造硬件设施，使之更易使用；•提供系统调用，扩展机器功能；•组织工作流程，提供运行环境。这些功能难于由硬件直接实现。OS作为用户与计算机硬件之间的接口(2)操作系统改造和扩充过的计算机不但功能更强，使用也更为方便，用户可直接调用系统提供的各种功能，而无需了解软硬件本身的细节，对于用户来讲操作系统便成为他与计算机硬件之间的一

5、个接口。(2)OS为用户提供虚拟计算机(1)如何把硬件复杂性与用户隔离开来?基本方法是在计算机裸机上加上一层又一层软件来组成整个计算机系统。每当在计算机上复盖一层软件，提供了一种抽象,系统的功能便增加一点，使用就更加方便一点，用户可用的运行环境就更加好一点。OS为用户提供虚拟计算机(2)1)裸机极难使用，虽有很强的指令系统，从功能上来说局限性很大。加上软件后，就可在硬件基础上，对其功能和性能进行扩充和完善。OS为用户提供虚拟计算机(3)2)软件之间的关系，采用同样办法，一些软件的运行以另一些软件的存在并为其提供运行支撑作为基础，

6、新添加的这些软件是在原来那些软件基础上的扩充和完善。OS为用户提供虚拟计算机(4)3)例1，在裸机上加上虚拟存储管理软件，用户就可有硕大的编程空间，不必涉及物理存储空间的容量、地址转换、程序重定位等物理细节。虚拟存储器是现代操作系统对计算机系统中多级物理存储体系进行高度抽象的结果。OS为用户提供虚拟计算机(5)4)例2，如果加上一层I/O设备管理软件，用户就可使用I/O命令来进行数据的I/O，不必涉及显示器、打印机、扫描仪、键盘和鼠标等的物理细节。OS为用户提供虚拟计算机(6)5)如果加上一层文件管理软件，它将磁盘抽象成一组命名

7、的文件，用户通过文件操作，按文件名来存取信息，不必涉及诸如数据物理地址、磁盘记录命令、移动磁头臂、搜索物理块及设备驱动等物理细节，便于使用、效率又高。OS为用户提供虚拟计算机(7)6)例3，如果加上一层窗口管理软件，由该软件把一台物理屏幕改造成多窗口，每个应用可以在各自的窗口中操作，用户可以在窗口环境中方便地与计算机交互。OS为用户提供虚拟计算机(8)操作系统是紧靠硬件的第一层软件，计算机上覆盖操作系统后，可扩展基本功能，为用户提供一台功能显著增强，使用更加方便，安全可靠性好，效率明显提高的机器，称为虚拟计算机，或操作系统虚机器

8、（VirtualMachine）。(3)操作系统作为计算机系统的资源管理者(1)在操作系统中，能分配给用户使用的硬件和软件设施总称为资源，包括两大类：硬件资源和信息资源。硬件资源又分：处理器、存储器、I/O设备等；信息资源又分：程序和数据等。操作系统作为计算机系