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第一章 操作系统概述 问题：你知道哪些操作系统？ 1.1 操作系统的设计目标与作用 （1）层次模型 是叠加在硬件上的第一层软件， 是其他软件和硬件之间的接口 作用与地位 （2）目标 方便性 有效性 扩展性 开放性 （3）定义 操作系统是一种系统软件: 管理系统资源 合理组织计算机工作流程 改善人机界面 提供各种服务，为用户使用计算机提 供良好运行环境 （4）作用 OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 OS作为计算机系统资源的管理者 OS用作裸机的扩充机器 1.2 操作系统的发展过程 1. OS发展动力 2. OS发展几个阶段 3. OS分类 4. OS发展过程 手工操作系统 批处理操作系统 分时操作系统 实时操作系统 微机操作系统 1.操作系统发展动力 动力: 人的需求+计算机本身发展的推动 硬件 体系结构 软件要求 2.操作系统发展阶段 第一代（1946-1955年）：电子管时代，无操作系统 第二代（1955-1965年）：晶体管时代，批处理系统 第三代（1965-1980年）：集成电路时代，多道程序设计 第四代（1980年-至今）：大规模和超大规模集成电路时代， 分时系统。 现代计算机正朝着巨型、微型、并行、分布、网络和智能化几个方面发展 3.操作系统分类 操作系统的分类 根据应用领域来划分 桌面操作系统、服务器操作系统、主机操作系统、嵌入式操作系统 根据所支持的用户数目来划分 单用户（MSDOS、OS/2)、多用户系统（UNIX、Windows) 根据源码开放程度来划分 开源操作系统（Linux)和不开源操作系统（Windows) 根据硬件结构来划分 网络操作系统（Netware、Windows NT、OS/2 warp)、分布式系统)、多媒体系统 根据作业处理方式来划分 批处理系统 (MVX、DOS/VSE)、分时系统（Linux、UNIX、XENIX）、实时系统（ VRTX、RTOS,RT WINDOWS) 4.OS发展过程 （1）无操作系统 手工系统 用户：既是程序员又是操作员；用户是计算机专业人员； 编程语言：为机器语言；输入输出：纸带或卡片； 计算机的工作特点 用户独占全机：资源利用率低； CPU等待用户：手工装入纸带或卡片；手工卸取纸带或卡片 缺点 计算机的有效机时严重浪费；效率低。 （1）手工操作 （2）单道批处理操作系统 为什么引入？ 手工操作慢 作业之间转接 单道批处理系统(simple batch processing) 利用磁带把若干个作业分类编成作业执行序列，每个批作业由一个专门的监督程序（Monitor）自动依次处理 内存始终保持一道作业 单道批处理特点 自动性 顺序性 单道性 单道批作业工作流程 （2）单道批处理操作系统 （3）多道批处理操作系统 引入 单道资源利用率不高 解决办法——多道程序设计技术 多道程序设计（multiprogramming）概念 指在计算机内存中同时存放若干道已开始运行尚未结束的程序，它们交替运行，共享系统中的各种硬、软件资源，从而使处理机得到充分利用 特点 多道 宏观上并行 微观上串行 （3）多道批处理操作系统 多道批处理系统(multiprogramming system) 在批处理系统中采用多道程序设计技术，就形成了多 道批处理系统。 内存驻留多个不同的作业 当一个作业等待I/O时，另一个作业可以使用CPU 优点如下： 提高了资源的利用率 改进了系统的吞吐量 充分发挥了系统的并行性，使CPU与I/O并行工作 缺点： 平均周转时间长 无交互能力 多道程序举例 设有两道程序按A、B的优先次序运行，其内部计算和I/O 操作的时间如下： 程序A使用30 ms CPU后使用40msI/OA，最后使用20msCPU 程序B使用60 ms CPU后使用20msI/OB，最后使用30msCPU (1)试画出按多道程序运行的时间关系图。 (2)完成两道程序共花多少时间？它比单道运行节省多 少时间？ 多道程序举例（续1） 分析: 本题是关于多道程序设计的计算题。通过计算，可 以更好的理解为什么要引入多道程序设计。 解 (1) 多道