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第1章 操作系统概论 1. 1 操作系统的形成与发展 1. 2 操作系统的基本概念 1. 3 操作系统的结构 1. 4 操作系统的硬件 1. 5 当前操作系统简介 本章要点 操作系统的定义 掌握操作系统的特征 操作系统的功能 操作系统的类型 操作系统结构 1. 2 操作系统的基本概念 计算机系统中的各种程序、数据和各种硬件设备统称为计算机系统中的资源 。由谁来管理计算机系统中的资源呢？承担这一任务的就是操作系统。 1.2.1 操作系统的定义 操作系统（Operating System，简称OS）就是有效的管理计算机系统中的各种资源，合理的组织计算机的工作流程，以方便用户的一组软件构成的集合。 以多道程序设计为基础的现代操作系统具有以下主要特征： 1.并发性（Concurrence）： 在操作系统中，并发性是指多个事件在同一时间间隔内发生，对计算机而言，并发是指在一段时间内，多道程序“在宏观上同时运行”。 现代操作系统是并发系统的管理机构，其本身就是与用户程序一起并发执行的。程序的并发执行带来了程序串行执行所没有的新问题，并导致操作系统对程序管理的复杂化，以及操作系统本身的复杂化。 1 处理机管理 在多道程序或多用户的环境下，要组织多个作业同时运行，就要解决处理机的管理问题。在多道程序环境下，处理机的分配和运行都是以进程为单位的，因而对处理机的管理可归结为对进程的管理。包括：进程控制、进程调度、进程同步和进程通信 。 2 存储管理 存储管理的主要任务是为多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用存储器，并提高主存的利用率。存储管理包括：地址重定位 、存储分配 、存储保护 、存储扩充 。 5 用户接口 （1）命令接口：命令接口也称作业级接口，分为联机命令接口和脱机命令接口。 联机命令接口是为联机用户提供的，它由一组键盘命令及其解释程序组成的，当用户在终端或控制台输入一条命令后，系统便自动转入命令解释程序，对该命令进行解释并执行。 脱机命令接口是为批处理系统的用户提供的，在批处理系统中，用户不直接与自己的作业进行交互，而是使用作业控制语言的语句，写成作业说明书，然后将作业说明书连同作业一起，以卡片的形式提交给系统。当系统调度该作业时，通过解释程序对作业说明书进行逐条解释并执行。 (2) 程序接口。程序接口是用户获取操作系统服务的唯一途径。程序接口由一组系统调用组成。每一个系统调用都是一个完成特定功能的子程序 (3) 图形接口。图形接口不需要记忆命令，图形接口的目标是对出现在屏幕上的对象直接进行操作，以控制和操纵程序的运行。这种图形用户接口大大减免用户记忆的工作量，受到用户的欢迎。图形用户接口的主要构件是：窗口、菜单和对话框。 1.2.5 操作系统的基本类型 1.2.5.1 批处理系统 批处理系统也称为作业流处理系统，主要用在科学计算的大中型机上。它的特点是采用脱机技术将众多的作业送入计算机系统，然后由批处理系统按批选择作业进行处理 。 所追求的目标是系统吞吐量大，作业周转时间短，资源使用效率高等 。 批处理系统可以分为单道批处理、多道批处理。 1.2.5.2 分时系统 分时系统是多用户共享系统，一般使用一台计算机连接多个终端，各用户通过相应的终端使用计算机。其特点是人-机交互性，即用户通过终端控制台向计算机主机提出处理请求，在主机上运行的操作系统检查用户提出请求的合法性，检查通过后对该请求进行处理，然后将处理结果反馈给终端上的用户。 1.3 操作系统的结构 1.3.1 无序模块式 操作系统是由很多相关模块组成的一组程序，在无序模块式机构中，系统中每个模块都有定义良好的接口，相互间的调用不受约束。这种方法的主要优点是结构紧密，组合方便，灵活性大；主要缺点是模块独立性差，系统结构不清晰，难以保证可靠性。 1.3.3 客户/服务器模型 采用客户/服务器模式构造的操作系统的基本思想是，把操作系统划分为若干进程，其中每个进程实现单独的一套服务（功能）。每一个服务对应一个服务器，客户可以是一个应用程序，也可以是另一操作系统成分。它通过发送一条消息给服务器请求一项服务。运行在核心态下的操作系统内核把消息传送给服务器。由服务器执行具体操作，其结果经由内核用一消息返回给用户。 采用客户/服务器模型的好处是：简化操作系统核心 、改进可靠性和独立性 、完全适宜于分布式计算模型。 1.