第四节 操作系统.pptVIP

第四章 操作系统 概述（1/2） 计算机运行两种类型的软件：应用软件和系统软件，有关它们区别我们在第五章介绍。操作系统是最主要的一种系统软件，在本章将介绍操作系统的分类、操作系统的功能、各个操作系统之间异同点、以及如何正确理解操作系统。 当我们组装好了一台计算机，打开电源，它并不能运行，这样的机器人们通常称之为“裸机”。要使“裸机”成为我们可以使用的计算机，必须有一个系统资源的管理者，这就是操作系统。 概述（2/2） 目前主要的计算机平台有两大类。 字符界面操作系统 如磁盘操作系统DOS、OS/2、Unix，它们的特点是操作速度快，但需要记忆相关的操作命令 图形界面类操作系统 如Windows，以及Linux的X Windows系列，形象直观，操作简单，只需要使用鼠标即可操作。 4.1 操作系统概述（1/2） 在计算机中操作系统是系统软件的核心 操作系统的主要任务是管理和控制。 操作系统负责管理计算机的资源（如内存、硬盘、各种输入输出设备等）， 提供友好的人机交互界面，允许一个应用程序与其他系统资源进行交互。 4.1 操作系统概述（2/2） 4.2 操作系统的发展历史4.2.1 批处理系统（1/3） 批处理操作系统设计于20世纪50年代。 操作由专门的操作员来完成。每个执行的程序叫作业，想要执行作业的程序员通过穿孔卡片将程序和数据交给操作员，操作员根据要求启动必需的设备，载入特定的系统软件，并把运行结果交还给程序员。 在实际操作过程中，多个用户提交上来的作业中有些可能会使用相同或相似的资源，为了节省时间提高效率，操作员常常会根据需求把多个作业进行分批。 4.2.1 批处理系统（2/3） 4.2.1 批处理系统（3/3） 由上图可以看到批处理系统中操作员是主角，掌握着何时执行哪个作业，如何分配作业，承担着现代计算机操作系统所作的工作。 批处理系统作为早期的系统现在已经不再使用，但是其概念被保留到现代的计算机操作系统中。现代操作系统中的批处理概念，是允许用户把一系列的OS命令定义为一个批文件，比如Windows中的.BAT文件，让命令自行执行而不需要和用户交互。 4.2.2 分时系统（1/3） 分时系统允许多个用户同时与一台计算机进行交互，让每个用户感觉自己在独享这台计算机，也就是说每个用户不必主动竞争计算机的资源，而是通过操作系统来为每个用户自动分配资源。 早期计算机是台昂贵的设备，为了让多个用户一起来共享使用这台计算机，分时系统最初由一台主机和若干连接到主机的哑终端（只具有一个显示器和一个键盘的设备）构成。 4.2.2 分时系统（2/3） 分时系统的工作原理： 当用户运行程序时，将创建一个进程，主机的CPU时间由所有用户的所有进程共享，每个进程顺次得到一个CPU时间片。那么当CPU足够快时，用户发现自己的请求总是能够及时响应，就像单独操作一台计算机一样。 但在实际使用过程中，分时系统的用户有时会发现系统响应变慢，这是由活动用户数量和CPU的性能决定的。 在这个时期，用户或计算机的关系改变了，两者之间不再需要操作员而是直接可以进行交互操作。 4.2.2 分时系统（3/3） 4.2.3 个人和网络操作系统 在个人计算机产生到大约十几年以前，PC机的性能远远落后于与今日机器，当时的许多操作系统要么适用于单一用户（如DOS，为在家中或公司工作的用户服务），要么适用于多个用户（如UNIX，为工作在大型计算机系统或网络的用户服务）。 现在，这两类操作系统之间的差别越来越模糊，某些单机（又叫桌面）操作系统往往也能够适用于家庭网络等小型网络，如国内常见的Windows 2000专业版（Professional），Windows XP专业版和家庭版（Home Edition）。另外软件公司在制作操作系统的时候考虑到个人和网络用户的需求，其操作系统往往存在多个版本，即可以按单机版也可以按照网络版购买，如Windows系列、Unix、Linux、Mac OS 4.2.4 并行操作系统（1/2） 一个CPU的性能总是有限的，当我们需要更快更有效的系统时，就要求同一个计算机中安装多个CPU，这就导致了并行操作系统的问世。 在并行操作系统中，每个CPU可以处理一个程序或一个程序的某个部分，这意味着多个任务可以真正意义上的并行处理，即同一个时刻可以处理两个以上的任务。 下图演示了在单CPU和双CPU下，并行处理两个任务：接受邮件和打开并显示网页的不同情况。 4.2.4 并行操作系统（2/2） 4.2.5 分布式操作系统 网络化和交互网络化的发展，产生了一种新的操作系统——分布式操作系统。 必须在一台计算机上运行的作业可以由网络中的多台计算机共同完成，即程序可以在一台计算机上运行一部分而另一部分由另外一台计算机完成，这些计