《计算机软件基础》操作系统修改资料.ppt

第4章 资源管理技术 第4章 操作系统 4.1 操作系统的概念 4.2 多道程序设计 4.3 存储空间的组织 4.1 操作系统的概念 4.1.1 操作系统的功能与任务 4.1.2 操作系统的发展过程 4.1.3 操作系统的分类 (1) 管理系统资源。包括对CPU、内存储器、输入输出设备、数据文件和其他软件资源的管理。 (2) 为用户提供资源共享的条件和环境，并对资源的使用进行合理调度。 (3) 提供输入/输出的方便环境，简化用户的输入输出工作，提供良好的用户界面。 (4) 规定用户的接口，发现、处理或报告计算机操作过程中所发生的各种错误。 1 什么是操作系统？ 操作系统的概念 操作系统是用以控制和管理系统资源、方便用户使用计算机的程序的集合。 CPU是计算机硬件的核心和基础-心脏。 操作系统是软件的核心和基础 -大脑。 资源角度：是计算机资源管理系统，负责计算机系统的全部资源的分配、控制、调度和回收 用户角度：操作系统是计算机与用户之间的接口 进程角度：是动态、合理地组织计算机工作流程的软件。 评价（地位和作用）： 操作系统是直接与硬件相邻的第一层软件，是其他软件运行的基础，是系统软件中最基本、最核心的部分。 2、操作系统的五大功能 1. 处理机管理 处理器是计算机系统中最主要的资源，处理器管理的主要功能是对处理器的分配、调度实施最有效的管理，最大限度的提高它的处理能力。 2. 存储器管理 内存是一种极为重要的资源，也是计算机系统中的紧缺资源，内存管理在操作系统中占有极为重要的地位。 存储器管理的主要任务是：对有限的内存储器进行合理的分配，以满足多个用户程序运行的需要。 3. 设备管理 计算机系统中的设备主要指键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪、磁盘、光盘驱动器等输入、输出设备。计算机的输入、输出设备千差万别、种类繁多，所以必须屏蔽各种设备的物理特性，把设备抽象为交换数据的文件。设备管理器除了对设备进行分配、调度、提高整个计算机系统的运行效率外，还要为用户提供一个方便、易用、高效的操作界面。 4. 文件管理 计算机中所有信息，比如程序、文档、数据等都是以文件的形式保存在硬盘、光盘等外部存储介质上，供授权用户使用。 一个文件系统应当具有：数据存储空间的分配、回收；文件的读、写、查找和安全机制。 操作系统还应当屏蔽各种存储设备的物理特性，向用户提供一套简单、方便、易用的文件访问接口，如文件的打开、关闭、读写以及删除等，供用户编写程序时使用。 5. 作业管理 作业就是用户的一个完整的计算机任务，即运行应用程序所需要的数据以及控制应用程序之行的指令集合。 用户把应用程序和所需的数据以作业的形式提交给操作系统，操作系统在执行完应用程序后，把结果输出给用户。 作业管理具有：作业的调度功能。它是操作系统和用户之间的接口。主要任务：对所有的用户作业进行分类、并且根据某种原则，不断的把作业提交给计算机去处理。 1. 手工操作阶段 (1) 由于单个用户独占计算机的所有资源，从而造成资 源得不到充分利用； (2) 由于用户直接使用计算机硬件资源，因此，要求用 户熟悉计算机各部分的细节，这就导致使用很不方 便，也容易出错； (3) 由于进行手工联机操作，人工干预多，造成辅助时 间长。 2. 成批处理系统 手工操作存在的根本问题是人工干预过多，因此，要克服手工操作的方式的缺点，就必须减少人工干预，实现作业之间转接的自动化，以缩短作业转接时处理机的等待时间，从而比较好地发挥计算机的效率。为此就出现了成批处理系统。 3. 执行程序系统 通道是一种硬件机构，它独立于处理机而直接控制输入、输出设备与内存之间的数键传送。 中断是外界（如输入、输出设备，通道等）向主机报告信息的一种通信方式。 单道批处理系统缺点 由于这种系统一次只能处理一个作业，所以对计算机系统资源的利用率并不高。譬如：当运行中的作业进行输入输出操作时，处理器将处于空闲等待状态，而输入输出操作的速度是很慢的，这将浪费宝贵的处理器资源。 于是人们在这一系统上进行了改进，引入了“多道批处理系统” 4. 多道程序系统的引入 所谓多道程序技术，是指在计算机内存中同时存放多道相互独立的程序，它们在操作系统的控制下，共享系统的硬件和软件资源。 1. 多道批处理操作系统 “多道”是指在计算机内存中存入多个用户作业。 “批处理”是指这样一种操作方式，在外存中存入大量的后备作业，作业的运行完全由系统控制，用户与其作业之间没有交互作用，用户不能直接控制其作业的运行，通常称这种方式为批操作或脱机操作。 2. 分时操作系统 在分时系统中，多个用户分享使用同一台计