计算机操作系统(汤小丹第三版)第1章 操作系统引论课件.ppt

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1、第一章操作系统引论1.1操作系统的目标和作用1.2操作系统的发展过程1.3操作系统的基本特性1.4操作系统的主要功能1.5操作系统的结构设计1计算机系统的层次结构:2PhysicalDevicesMicroprogrammingMachineLanguageOperatingSystemCompilersEditorsCommandInterpreterBankingSystemAirlineReservationWebBrowserSystemprogramsHardwareApplicationprograms计算机

2、系统的层次结构:31.1操作系统的目标和作用1.1.1操作系统的目标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41.1.2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）OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。2）用户在OS帮助下，能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。3）OS是一个系统软件，因而这种接口是软件接口。5图1-1OS作为接口的示意图67(1)命令方式：OS提供了一组联机命令(语言)，用户可通过键盘输入有

3、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。1、OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口8计算机资源：（1）处理器（2）存储器（3）I/O设备（4）各类数据2、OS作为计算机系统资源的管理者OS的主要功能（资源管理）：（1）处理机管理（2）存储器管理（3）I/O设备管理（4）文件管理9（1）裸机：一台完全无软件的计算机系统，难于使用。（2）虚机器：通常

4、把覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚机器，比裸机功能更强、使用更方便。3、OS实现了对计算机资源的抽象10操作系统的层次模型111.1.3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121.2操作系统的发展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1、人工操作方式从第一台计算机诞生(1945年)到50年代中期的计算机，属于第一代，这时还未出现OS。穿孔、纸带、卡片、纸带输入机、卡片输入机人工操作方式有以下两方面的缺点：(1)用户独占全机。(2)CPU等待

5、人工操作。132、脱机输入/输出(Off-LineI/O)方式脱机I/O方式的主要优点：减少了CPU的空闲时间。(2)提高I/O速度。图1-3脱机I/O示意图141.2.2单道批处理系统1、单道批处理系统的处理过程图1-4单道批处理系统的处理流程把下一个作业的源程序转换为目标程序源程序有错吗？否装配目标程序还有下一个作业？是否停止运行目标程序是开始151、单道批处理系统的处理过程Bringcardsto1401ReadcardstotapePuttapeon7094whichdoescomputingPuttapeo

6、n1401whichprintsoutput162、单道批处理系统的特征单道批处理系统是最早出现的一种OS，严格地说，它只能算作是OS的前身而并非是现在人们所理解的OS。该系统的主要特征如下：(1)自动性。(2)顺序性。(3)单道性。171.2.3多道批处理系统1、多道程序设计的基本概念在60年代中期引入了多道程序设计技术，形成了多道批处理系统。（1）同时在内存中装有若干道程序，并使它们交替地运行。（2）保持了CPU处于忙碌状态。（3）进一步提高了资源的利用率和系统吞吐量！18单道程序与多道程序系统19单道程序与多

7、道程序系统1、多道程序设计的基本概念20图1-5单道和多道程序运行情况21（1）提高CPU的利用率（2）可提高内存和I/O设备利用率。（3）增加系统吞吐量。2、多道程序设计技术的优点2223JOB1JOB2JOB3TypeofjobHeavycomputeHeavyI/OHeavyI/ODuration5min.15min.10min.Memoryrequired50K100K80KNeeddisk?NoNoYesNeedterminalNoYesNoNeedprinter?NoNoYesUniprogrammingMu

8、ltiprogrammingProcessoruse22%43%Memoryuse30%67%Diskuse33%67%Printeruse33%67%Elapsedtime30min.15min.Throughputrate6jobs/hr12jobs/hrMeanresponsetime18min.10min.2