第一节操作系统概论.pptVIP

操作系统 教师：陕粉丽 课程主要内容介绍 处理机管理§2,3 存储管理§4 设备管理§5 文件系统§6 用户接口§7 第一章 绪论 1.1 什么是操作系统 1.2 操作系统的发展历史 1.3 操作系统的分类 1.4 操作系统的特征 1.5 操作系统的功能 1.6 操作系统的结构 1.1 什么是操作系统 1.1.1 操作系统的地位和目标 1.1.2 操作系统的作用和组成 1.1.3 操作系统的定义 1.1.1 操作系统的地位和目标 操作系统在计算机系统中的地位 引入操作系统的目标 方便用户使用：OS 通过提供用户与计算机之间的友善接口来方便用户使用。 扩大机器功能：OS 通过扩充改造硬件设施和提供新的服务来扩大机器功能。 管理系统资源：OS 有效管理好系统中所有硬件软件资源，使之得到充分利用。 提高系统效率：OS 合理组织好计算机的工作流程，以改进系统性能和提高系统效率。 构筑开放环境：OS 遵循有关国际标准来设计和构造，以构筑出一个开放环境。 操作系统的作用(1) 管理对象包括：CPU、存储器、外部设备、信息（数据和软件）； 管理的内容：资源的当前状态（数量和使用情况）、资源的分配、回收和访问操作，相应管理策略（包括用户权限）。 操作系统的作用(2) 系统命令（命令行、菜单式、命令脚本式、图形用户接口GUI）； 系统调用（形式上类似于过程调用，在应用编程中使用）。 操作系统的作用(3) 在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理、处理机管理（针对CPU）； 另外，为合理组织工作流程：作业管理、进程管理。 1.1.3操作系统的定义： 1.2 操作系统的发展历史 1.2.1 推动操作系统发展的主要动力 1.2.2 手工操作 1.2.3 单道批处理系统 1.2.4 多道批处理系统 1.2.5 分时系统 1.2.6 实时系统 1.2.1 推动操作系统发展的主要动力 1）器件快速更新换代。 CPU的位宽度（指令和数据）、快速外存 2）计算机体系结构不断发展。单处理机改进为多处理机，计算机网络的出现和发展 3）提高计算机系统资源利用率的需要。计算机发展的初期，计算机系统昂贵，用作集中计算 4）让用户使用计算机越来越方便的需要。用户上机、调试程序，分散计算时的事务处理和非专业用户（商业和办公、家庭） 5）满足用户的新要求，提供给用户新服务。 1.2.2 手工操作 工作方式 用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员； 编程语言：为机器语言； 输入输出：纸带或卡片 计算机的工作特点 用户独占资源。用户一个个、一道道的串行算题，上机时独占了全机资源，造成计算机资源利用率不高，计算机系统效率低下。 人工干预较多。要求程序员装纸带或卡片、按开关、看氖灯等等。手工操作多了，不但浪费处理机时间，而且，也极易发生差错。 计算时间拉长。由于数据的输入，程序的执行、结果的输出均是联机进行的，因而，每个用户从上机到下机的时间拉得非常长。 主要矛盾 计算机处理能力的提高，手工操作的低效率（造成浪费）； 用户独占全机的所有资源。 提高效率的途径 专门的操作员，批处理 1.2.3 单道批处理系统 批处理中的作业的组成： 用户程序 数据 作业说明书（作业控制语言） 批： 供一次加载的磁带或磁盘，通常由若干个作业组装成，在处理中使用一组相同的系统软件。 两种批处理方式(1)联机批处理(联机I/O) 用户提交作业：以纸带或卡片为介质； 操作员合成批作业：结果为磁带介质； 批作业处理：对批作业中的每个作业进行相同的处理：从磁带读入用户作业和编译链接程序，编译链接用户作业，生成可执行程序；启动执行；执行结果输出。 这时的问题：慢速的输入输出处理仍直接由主机来完成。输入输出时，CPU处于等待状态。 两种批处理方式(2)脱机批处理(脱机I/O) 卫星机：完成面向用户的输入输出（纸带或卡片），中间结果暂存在磁带或磁盘上。 作业控制命令由监督程序(monitor)来执行，完成如装入程序、编译、运行等操作。 优点：同一批内各作业的自动依次更替，改善了主机CPU和I/O设备的使用效率，提高了吞吐量。 缺点：磁带或磁盘需要人工装卸，作业需要人工分类，监督程序易遭到用户程序的破坏（由人工干预才可恢复）。 单道批处理的主要问题 CPU和I/O设备使用忙闲不均（取决于当前作业的特性）。 对计算为主的作业，外设空闲； 对I/O为主的作业，CPU空闲； 特点： a.自动性。 b.顺序性。 c.单道性。 通道和中断技术 通道：用于控制I/O设备与内存间的数据传输。启动后可独立于CPU运行，实现CPU与I/O的并行。 通道有专用的I/O处理器，可与CPU并行工作 可实现 I/O联机处理 中断是指CPU在收到外部中断信号后，停止原