软件第2章.ppt

操作系统 第二部分 操作系统 目的与要求 讲课内容与学时 参考资料 目的与要求 学习、掌握和了解有关计算机操作系统的基本知识，提高对计算机软硬件系统的理解，提高用计算机解决问题的意识和能力 学习和了解处理机管理、存储管理、设备管理和文件管理等概念和基本原理 了解DOS，Windows，Unix等操作系统的基本工作原理 第二部分 操作系统 操作系统概念 处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理 习题 1. 操作系统概念 1.1 操作系统概述 1.2 操作系统的形成与发展 1.3 操作系统的功能 1.4 操作系统的特征 1.5 操作系统的分类 1.1 操作系统概述 一个完整的计算机系统由硬件和软件两大部分构成。 软件是相对硬件而言的，各种程序及其数据，通常分为系统软件、应用软件等。 系统软件:操作系统 操作系统的程序模块 操作系统是这样一些程序模块，它们： 控制系统内的资源 合理地组织计算机的工作流程 有效地利用资源 为用户提供一个功能强、又使用方便的工作环境 在用户和计算机硬件之间起到接口作用 操作系统与硬件、应用软件的关系 1.2 操作系统的形成与发展 操作系统发展过程： 手工操作阶段 早期批处理阶段 管理程序阶段 多道程序设计与多道批处理系统 手工操作阶段 程序的装入、运行、控制，数据的输入输出等均靠人工操作完成 操作特点： 繁琐 易错 低效 CPU等待时间长 资源利用率低 早期批处理阶段 简单批处理 脱机批处理 管理程序阶段 多道程序设计与多道批处理系统 管理程序阶段 管理程序借助于通道技术和中断技术控制I/O和处理中断，常驻内存，又称执行程序 管理程序不仅协调中央处理机CPU与I/O通道的并行操作，而且还起着控制其他程序和输入输出操作的作用 多道程序设计与多道批处理系统 虽然管理程序解决CPU与I/O的并行操作，但由于作业是串行执行的，在单道程序系统中，内存中只允许存在一道程序 为解决上述矛盾，出现了多道程序设计技术，即在内存中允许同时存放若干道相互独立的程序，并允许它们交替执行，共享各种软硬件资源 从宏观上看，多道程序“同时”处于运行状态 从微观上说，任一特定的时刻，CPU只能运行一道程序 由于应用通道、中断技术及多道程序设计技术，大大提高了中央处理机的利用率，这种并行性和共享性要求有更完善、更复杂的管理系统，并为用户提供更方便的操作，于是便形成了现代操作系统 1.3 操作系统的功能 从资源管理和用户接口的观点，其功能： 处理机管理 存储器管理 设备管理 文件管理 作业管理 操作系统的功能——处理机管理 在多道程序系统中，处理机的分配和运行是以进程为单位的，因此处理机管理又可归结为对进程的管理 进程管理具有以下功能： 进程控制 进程同步 进程通信 进程调度 操作系统的功能——存储器管理 存储器管理主要涉及内存管理，其任务是： 为多道程序的执行提供必要和良好的环境，提高存储器的利用率 为用户提供足够大的存储空间 操作系统的功能——存储器管理 具体功能有： 内存分配与回收 存储保护 地址映射 内存扩充 操作系统的功能——设备管理 计算机所连接的物理设备种类繁多、特征各异，设备管理的基本任务是： 为用户提供统一的与设备无关的接口 对各种外设进行调度、分配 实现设备的中断处理及错误处理等 操作系统的功能——文件管理 文件管理是对计算机软件资源的管理，故又称信息管理 操作系统的功能——作业管理 作业管理的任务是： 为用户提供一个使用系统的良好环境 按系统条件及用户要求对作业进行控制和调度 1.4 操作系统的特征 现代操作系统一般为多道程序系统，给操作系统的设计、实现带来了许多复杂问题。操作系统具有以下特征： 并发性 共享性 互斥共享 并发访问 虚拟性 不确定性 1.5 操作系统的分类 1.5 操作系统的分类 按照系统的功能，操作系统可分为三大类： 批处理 分时 实时 批处理操作系统 单道批处理系统 多道批处理系统 分时操作系统 分时系统允许多个用户同时联机使用计算机。它具有以下三个特点： 多路性 交互性 独立性 分时系统的响应时间是指用户发出终端命令到系统响应所需时间，是衡量分时系统性能的主要指标 实时操作系统 所谓“实时”就是“及时”，其具体含义是指系统能及时响应随机发生的外部事件，并以足够快的速度完成对该事件的处理 它具有以下特点： 及时响应 简单的交互功能 高可靠性 第二部分 操作系统 操作系统概念 处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理 习题 2 处理机管理 2.1 进程的概念 2.2 进程控制 2.3 进程调度算法 2.4 进程互斥与同步 2.5 进程的通信 2.6 关于死锁的问题 2.1 进程的概念 2.1.1 程序的顺序执行与并发执行 2.1.2 进程的概念 2.1.3