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第三章 操作系统基础知识 吉林大学公共计算机教学与研究中心 概 念 第一节 操作系统简介 计算机系统层次结构可以分为四部分:硬件、操作系统、其他系统程序和应用程序。 　　硬件：所有软件运行的物质基础；操作系统位于硬件之上，是与硬件关系最密切的系统软件，是对硬件功能的首次扩充。 3.1.1 操作系统发展历程 1. 手工操作阶段 计算机诞生初期根本没有操作系统。机器码时代,将这个时期称为“手工操作阶段”。顾名思义,当时使用计算机需要大量的人工控制, 只有通晓计算机硬件的专业人员才能使用计算机。 特点: 用户独占全机 CPU等待人工操作 串行性 缺点: 有效机时严重浪费 效率低 3) 多道批处理系统 多道程序运行原理 监督程序要解决下系列管理问题： 作业调度：合理调度作业，使系统中硬件资源有效利用； CPU管理：多个作业交替运行，需要合理安排处理机时间； 内存管理：为每道程序分配内存空间； I/O设备管理：为程序分配输入/输出设备。 为了实现人机交互，必须改变批处理系统中作业处理方式。 3.1.2 常见操作系统简介 1. DOS操作系统 DOS是磁盘操作系统(Disk Operating System)，是一种单用户、单任务的微型机操作系统。 主要功能：命令处理、文件管理和设备管理。 主要特点：系统开销小,运行效率高, 但资源管理功能简单，字符型用户界面, 操作不太方便。 2. Windows操作系统 1985年11月到现在，Windows操作系统的优良性能奠定了微软在操作系统上的垄断地位。 优点： 直观、易用的面向对象图形界面 用户界面统一 与设备无关性：支持即插即用 多任务：同时运行多个程序 先进的内存管理：支持大内存，虚拟内存等 各种系统管理工具： 资源管理器：从我的电脑右击菜单中选择资源管理器，对磁盘和文件等对象进行管理。 打印管理器：单击开始菜单→设置→打印机。 系统工具：单击开始菜单→程序→附件→系统工具，磁盘备份、磁盘清理或磁盘碎片整理。 内置的网络通信功能 ：支持多种网络传输协议 。 从网上邻居右击菜单中选择属性，从对象右击菜单中选择属性，可设置和安装协议。 出色的多媒体功能：对音频、视频可编辑和播放。 单击开始菜单→程序→Windows Media Player 。 3. UNIX操作系统家族 通用、交互式分时网络操作系统。 两大流派：BSD UNIX和ATT公司。 平台：在大中小计算机上运行较多，也有微型机的UNIX。 4. Linux操作系统 Linux是芬兰籍科学家Linus Torvalds于1991年编写的一种操作系统，具有UNIX的全部功能。 优点：源代码开放,免费；系统稳定可靠；速度快，效率高；功能完善；具有网络支持优势等。 3.1.3 操作系统分类 1. 批处理系统(Batch Processing) 主要特征：多道性、成批性。 多道性：内存同时驻留多道程序，并发执行。 成批性：作业成批进入系统，成批处理。 作业完成顺序与进入内存顺序没有紧密联系。 缺点：缺乏人机交互性。 特征：多路性、交互性、独占性和及时性。 特征： 实时性：实时响应外部事件请求，在规定时间内完成事件的处理任务。 可靠性：软硬件任何故障都可能给系统带来严重后果，更注重硬件稳定性和可靠性。 基于计算机网络。除具备普通操作系统功能外，还具有网络管理模块、通信、安全和资源共享等模块。 5. 分布式操作系统 在计算机网络基础上，解决地域分布很广的计算机之间资源共享、并行处理等问题。 特征：统一性、共享性、可靠性和透明性。 设计目标：易用性、响应性。 特征：单用户、虚拟内存和多任务处理。 具有公共内存和时钟，多个CPU，共享计算机总线和外部设备。也称为并行操作系统或紧耦合系统。 对称多处理系统：CPU之间没有主从关系。 第二节 操作系统的作用及特征 3.2.1 操作系统的作用 1. 管理系统中软件硬件资源 *CPU *内存 *设备 *文件 2. 为用户(应用程序)提供良好的界面 命令接口：通过命令完成相关任务。 程序接口：通过系统调用（如ＡＰＩ）获得操作系统服务。 3.2.2 操作系统功能 3.2.3 操作系统的特征 在一段时间内多个程序同时运行，宏观上同时，微观上串行。 第三节 作业管理 3.３.1 基本概念 作业：要求计算机系统完成的任务集合。操作系统以作业为单位管理用户任务。 作业组成：程序、数据和作业说明书。作业说明书是描述批作业处理过程中控制意图的一种特殊程序。 作业步：处理一个作业通常经过若干个相对独立又相互关联的加工步骤,