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计算概论(Introduction to Computing) 计算机系统的组成 计算机系统的组成 层次关系 内容提纲 操作系统概述 概念、发展、特征和基本功能 常见操作系统 DOS, Windows, Linux, …… Windows的使用 操作系统概述 操作系统对我们来说并不陌生，我们每个人都是通过操作系统来使用计算机的。 操作系统是计算机系统中非常重要的系统软件，没有操作系统，任何应用软件都无法运行。只有在计算机硬件平台上加载相应的操作系统后，才能构成一个完整的计算机系统；只有在操作系统的支撑下，其它软件才能运行。 操作系统概述 操作系统是整个计算机系统的灵魂。操作系统控制和管理着计算机系统的硬件和软件资源，给用户使用计算机提供一个良好的界面，使用户不必了解硬件的细节就可方便地使用计算机。 没有操作系统，计算机就无法很好地工作，就不能解释和执行用户输入的命令或运行程序。 计算机系统组成 计算机系统层次结构 计算机系统中的硬件和各种软件是如何组织一起的呢，可以认为是按照一定规则分层组织的。 计算机系统层次结构 计算机层次结构中，四层表现为单向服务关系，即上层可以使用下层提供的服务，下层不能使用上层的服务。例如，操作系统通过接口向上层用户提供各种服务，而上层用户通过操作系统提供的接口来访问硬件。 操作系统是计算机硬件上的第一层软件，其他软件都是建立在操作系统之上的。 操作系统的定义 是在计算机硬件基础上的第一层软件，是其它软件和硬件之间的接口；（地位） 是一些程序模块的集合；（本质） 是控制和管理计算机硬件和软件资源，合理组织计算机工作流程以及方便用户使用计算机的大型系统软件 合理性和有效性 资源利用率、公平与否 方便性 提供良好的、一致的用户接口 可扩充性和开放性 操作系统的名称 监控系统(程序) Monitor 执行系统(程序) Executive System(program) 控制系统(程序) Control System (program) 管理程序 Supervisor, Supervisory System 核心程序 Kernel 操作系统 Operating System 操作系统的作用 方便用户使用计算机。用户是通过操作系统来使用计算机系统的。一个好的操作系统应为用户提供良好的界面，使用户能够方便、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序，而不必了解硬件和系统软件的细节。例如安装好Windows操作系统后，用户可在图形界面下用鼠标进行各种操作，而不用考虑计算机的硬件特性。 操作系统的作用 管理系统中的各种硬件和软件资源。 计算机系统中通常包含各种各样的资源，通常把所有的硬件部件都称为硬件资源，所有的程序和数据信息都称为软件资源。使用计算机就是使用硬件资源和软件资源。 操作系统是资源的管理者和仲裁者，负责为运行的程序分配资源，对资源进行有效管理，使系统资源为用户很好地服务，保证系统中的资源得以有效地利用，使整个计算机系统能高效地运行。 操作系统的作用 总之，操作系统就相当于计算机系统的“管家”，为用户管理好计算机的各种资源，并为用户提供良好的服务。 研究操作系统的几种观点 软件的观点 资源管理者的观点 服务提供者的观点 进程的观点 其它观点 软件的观点 外在特性 界面: 使用方式（命令,系统调用等) 内在特性 a.由几部分组成 b.每个部分的功能 c.部分之间的关系 资源管理者的观点 操作系统---资源管理者(Resource Manager) 硬件资源： CPU，内存，外部设备 (I/O设备，外存，时钟，网络接口等) 软件资源： 硬盘上的文件，信息 管理资源 记录资源使用状况 合理的分配资源 具体完成分配 回收资源 实现资源共享 提高资源利用率 服务提供者的观点 在操作系统之外从用户角度来看: 操作系统为用户提供一组功能强大的、方便易用的命令或系统调用(Commands and System Calls----User Interface) 一类是作业级接口，它提供一组键盘命令，供用户组织和控制自己的作业运行。 另一类是程序级接口，它提供一组系统调用，供用户程序和其它程序调用。 进程(Process)的观点 从操作系统运行的角度动态的观察操作系统 操作系统由一些可同时独立运行的进程和一个对这些进程进行协调的核心组成 其它观点 操作系统作为 仲裁者（协调者） 操作系统作为 管理程序 操作系统作为 幻觉制造者(illusionist) 操作系统作为 管理者(government) 操作系统作为 历史教员 操作