计算机系统概论-廖志芳 杨玺郁松 江林 编著-第3节.pptVIP

第3章 操作系统基础 本章内容 3.1 操作系统概述 3.2 操作系统原理概述 3.3 常用的操作系统简介 3.1 操作系统概述 3.1.1 操作系统定义 3.1.2 操作系统的发展 3.1.3 操作系统的功能 3.1.4 操作系统的分类 正如计算机的硬件部分，计算机软件也具有相应的层次结构 操作系统不是单一的实体，而是由多个有着各自管理区域的层次组成 硬件作为计算机的最低层，是构成计算机的物理组件，如主板、接口板、电源、机箱等。 BIOS是基本输入/输出系统，是软件层中最基本的层次，直接处理控制每个硬件组件的信号，其大部分工作是在计算机开机时执行。 设备驱动作为辅助程序，是操作系统与相应设备连接工作的桥梁。 操作系统内核是操作系统的心脏，确保程序设备保持运行。 操作系统包含的功能比操作系统内核要大。它实现了所有的操作系统应当执行的职能。 应用程序界面（API）为应用程序可用以与计算机操作系统交换信息和命令的标准集。 运行库是一种被编译器用来实现编程语言的内置函数，以提供该语言程序运行时支持的一种特殊的计算机程序库，一般包括基本的输入输出。 应用层根据用户要求，为应用程序提供服务以保证通信。 用户界面层负责用户与应用层的通信，通常是以图形用户界面方式运行。 脚本或宏是应用程序允许用户所创建的基于应用程序的一系列内置命令。 3.1.1 操作系统定义 计算机系统由计算机硬件和计算机软件组成。 计算机硬件通常是由中央处理机、存储器、输入设备和输出设备等部件组成。计算机软件包括系统软件和应用软件。 系统软件包括操作系统、多种语言处理程序( 汇编和编译程序等 )、连接装配程序、系统实用程序、多种工具软件等。 应用软件是为多种应用目的而编制的程序。 操作系统（Operating System，简称OS） 是计算机系统中的一个系统软件，是完成以下功能的程序模块集合——这些程序模块管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，以此有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。 目前微机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware等。 3.1.2 操作系统的发展 通常按照计算机发展过程将操作系统分为多个阶段。 1．手工操作阶段 在第一代计算机时期，构成计算机的主要元器件是电子管，计算机运算速度慢，没有操作系统，甚至没有任何软件。 2．批量处理阶段 为减少用户使用机器时间，出现了批量的操作系统。 批处理可分为联机批处理阶段和脱机批处理阶段。 3．操作系统形成阶段 多道程序和分时系统的出现，标志着操作系统的正式形成。 多道程序运行顾名思义，是把多个相互独立的程序同时存放在计算机内存中，并且同时处于运行过程中，但是实际上各道程序轮流独占CPU，交替执行。 分时操作系统就是把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。 4．操作系统标准化阶段 20世纪60年代中期开始，国际上开始研制大型通用操作系统。 操作系统的基本概念、功能、基本结构和组成都已形成并渐趋完善。 3.1.3 操作系统的功能 根据操作系统定义，其功能主要包括五大功能模块。 处理器管理 当多个程序同时运行时，解决处理器（CPU）时间的分配问题。 作业管理 完成某个独立任务的程序及其所需的数据组成一个作业。 主要是为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己的作业，并对所有进入系统的作业进行调度和控制。 存储器管理 为各个程序及其使用的数据分配存储空间，并保证它们互不干扰。 设备管理 根据用户提出使用设备的请求进行设备分配，同时还能随时接收设备的请求（称为中断）。 文件管理 主要负责文件的存储、检索、共享和保护，以提供文件操作的方便。 3.1.4 操作系统的分类 根据其使用环境和作业处理方式 操作系统的基本类型包括批处理操作系统(batch processing operating system)、分时操作系统(time sharing operating system)、实时操作系统(real time operating system)、个人计算机操作系统(personal computer operating system)、网络操作系统(network operating system)和分布式操作系统(distributed operating system)。 批处理系统的主要特征包括： 用户脱机使用计算机 成批处理 多道程序运行 优点 是由于系统资源为多个作业所共享，其工作方式是作业之间自动调度执行，在运行过程中用户不干预自己的作业，从而大大提高了系统资源的利用率和作业吞吐量 缺点 无交互性，用户一