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《操作系统》 翁功平 绪 论 操作系统的定义 操作系统是一组用于控制和管理计算机系统中的所有资源的程序集合，其任务是合理地组织计算机的工作流程，有效地组织诸资源协调一致地工作以完成各种任务，从而达到充分发挥资源效率、方便用户使用计算机之目的。 1.1.1 操作系统的地位和作用 1.1.1 操作系统的地位和作用 1.1.1 操作系统的地位和作用 1.1.2 用户观点 1.1.3 系统观点 硬件软件的发展轨迹 1.硬件 硬件软件的发展轨迹 1.硬件（续） 硬件软件的发展轨迹 2.软件 硬件软件的发展轨迹 2.软件（续） 1.2 操作系统的发展 手工操作阶段 早期批处理阶段 早期批处理阶段 早期批处理阶段 执行系统阶段 硬件获得了两方面的进展，一是通道的引入，二是中断技术的出现，这两项重大成果导致了操作系统进入执行系统阶段。 执行系统阶段 (续) 借助于通道、中断技术，输入输出工作可在主机控制下完成。这时，原有的监督程序的功能扩大了，它不仅要负责调度作业自动地运行，而且还要提供输入输出控制功能（用户不能直接使用启动外设的指令，他的输入输出请求必须通过系统去执行）。这个发展了的监督程序常驻内存，称为执行系统。 多道程序系统阶段 在通道技术和中断技术的支持下，产生了多道程序设计技术。多道程序设计是指允许多个程序(作业)同时进入一个计算机系统的内存储器并启动进行交替计算的方法。也就是说，计算机内存中同时存放了多道程序 。 多道程序系统阶段（续） 1.单道程序 内存中仅有单个程序在运行，致使系统中仍有许多资源空闲，设备利用率低，系统性能较差。 多道程序系统阶段（续） 2.多道程序 引入多道程序设计技术的根本目的是提高CPU的利用率，充分发挥计算机系统部件的并行性，现代计算机系统都采用了多道程序设计技术。 多道程序系统阶段（续） 多道运行的特征是 ： （1）多道。即计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。 （2）宏观上并行。同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自运行，但都未运行完毕。 （3）微观上串行。从微观上看，内存中的多道程序轮流地或分时地占用处理机，交替执行。 多道程序的优缺点 1.2.3 多道程序设计技术 单道批处理系统中内存仅一道程序，系统资源无法得到充分利用。 1.2.3 多道程序设计技术 将多个作业存放在主存中，这些程序在管理程序的控制下交替运行，共享处理机和系统中的其他资源。 1.2.3 多道程序设计技术 操作系统的形成 多道程序系统继承并发扬了批量处理和执行系统的特点，使得作业操作过程更加自动化，在多道程序系统出现不久就出现了分时系统。多道程序和分时系统的出现，标志着操作系统的正式形成。 随着计算机网络和微型计算机组成的多机系统的出现，近年来又发展了网络操作系统和分布式操作系统。 操作系统发展的动力 1.3 操作系统的基本类型 1.3.1 批处理操作系统 1.3.2 分时操作系统 1.3.2 分时操作系统 1.3.2 分时操作系统 1.3.3 实时操作系统 1.3.4 网络操作系统 1.3.5 分布式操作系统 1.3.6 嵌入式操作系统 1.4 操作系统的特征和功能 1.4 操作系统的特征与功能 操作系统是计算机系统的资源管理者。在计算机系统中，能分配给用户使用的各种硬件和软件设施总称为资源。资源包括两大类：硬件资源和信息资源。 硬件资源：处理器、存储器、I/O设备等； 信息资源：程序和数据等。 操作系统的功能（续） 从资源管理和面向用户的角度看，操作系统的功能主要包括： 操作系统的功能（续） 操作系统的功能（续） 操作系统的功能（续） 操作系统的功能（续） 操作系统的功能（续） 1.5 操作系统的接口 1.5.1 命令接口 1.5.2 程序接口 程序接口由一组系统调用命令组成。 用户通过在程序中使用这些系统调用命令来请求操作系统提供的服务。 1.5.2 程序接口 1.5.2 程序接口 1.5.3 图形用户接口 1.6 操作系统的运行环境和内核结构 计算机硬件所提供的支持，构成了现代操作系统的运行环境。包括： 处理机 存储器 设备 时钟 中断等 1.6.2 操作系统的内核结构 1.7 操作系统安全概述 1.7.1 计算机安全的层次 1.7.2操作系统安全的重要性和面临的安全威胁 1.7 操作系统安全概述 1.7.1 计算机安全 1)