大学计算机基础 陈语林 教学课件 p04.pdfVIP

第4章 操作系统及其应用 操作系统是直接控制和管理计算机系统硬 件和软件资源以方便用户充分而有效地利用计 算机资源的程序集合，是用户与计算机系统交 换的工作界面。 4.1 操作系统概述 操作系统(Operating System，OS)既是计算 机系统资源的管理员，又是计算机系统用户的 服务员。 操作系统是计算机系统资源的管理者，从 其自身的功能来讲是用来控制和管理计算机 系统的硬件资源和软件资源；从用户的角度 来说是用户与计算机之间通信的桥梁，为用 户提供访问计算机资源的工作环境，用户通 过使用操作系统提供的命令和交互功能实现 访问计算机的操作。 一、 操作系统的基本概念 1．操作系统的形成和发展 (1)手工操作阶段 (2) 批量处理阶段 (3) 操作系统形成阶段 多道程序和分时系统的出现，标志着操作 系统的正式形成。 (4) 操作系统的标准化阶段 2．操作系统的定义 操作系统是计算机系统中的一种系统软件， 它是这样一些程序模块的集合——它们能以尽 量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬 件资源，合理地组织计算机的工作流程，控制 程序的执行并向用户提供各种服务功能，使用 户能够灵活、方便、有效的使用计算机，并使 整个计算机系统高效率的运行。 3 ．操作系统的特征 (1)并发性。 (2)共享性。 (3)不确定性。 (4)虚拟性。 (5)可重构性。 4．操作系统的必威体育精装版发展 (1)更强的分布式处理能力 (2)更高的安全性和可靠性 (3)符合开放式模型 (4)更方便的用户界面 二、操作系统的分类 按照操作系统所提供的功能进行分类，可以 分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操 作系统、单用户操作系统、网络操作系统和分 布式操作系统等。 1．批处理操作系统 批处理操作系统要求用户事先把上机解题的 作业准备好，包括程序、数据以及作业说明书， 然后直接交给系统操作员，并按指定的时间收 取运行结果，用户不直接与计算机打交道。 2 ．分时操作系统 分时操作系统允许多个用户共计同一台计算 机的资源，即在一台计算机上连接几台甚至几 十台终端机，终端机可以没有CPU与内存，只 有键盘与显示器，每个用户都通过各自的终端 机使用这台计算机的资源，计算机系统按固定 的时间片轮流为各个终端服务。由于计算机的 处理速度很快，用户感觉不到等待时间，似乎 这台计算机专为自己服务一样。 3．实时操作系统 实时操作系统指系统能及时响应外部事件的 请求，在规定的时间内完成对该事件的处理， 并控制所有实时任务协调一致地运行。 4．单用户操作系统 单用户操作系统是随着微机的发展而产生 的，用来对一台计算机的硬件和软件资源进 行管理，通常分为单用户单任务和单用户多 任务两种类型。 5．网络操作系统 网络操作系统用于对多台计算机的硬件和 软件资源进行管理和控制，提供网络通信和 网络资源的共享功能。 6 ．分布式(多处理机)操作系统 用于管理分布式系统资源的操作系统称为 分布式操作系统。 4.2 操作系统的主要功能 操作系统对计算机资源进行控制和管理的 功能主要分为处理机管理、存储管理、设备管 理、文件管理和作业管理等五个部分。 一、进程及处理机管理 1．进程的概念 2 ．进程的描述 主要由进程控制块(PCB，Process Control Block) 、有关程序段和该程序段对其进行操作 的数据结构集3部分组成。 3 ．进程与程序的关系 进程是一个动态的概念，而程序是一个静 态的概念；程序是指令的有序集合，没有执行 含义，而进程则强调执行过程，动态创建，并 被调度执行后消亡；进程具有并行特征，而程 序没有；进程是系统中独立存在的实体，是竞 争资源的基本单位；进程的存在必然需要程序 的存在，但进程和程序不是一一对应的，由于 进程是程序的执行过程，所以程序是进程的一 个组成部分；处于静止状