第01章-计算机操作系统-操作系统引论PPT.ppt

第一章 操作系统引论;教学目的： 掌握操作系统的定义及其基本特性、主要功能 了解操作系统的发展历史和几种类型的操作系统 教学难重点： 操作系统的定义 操作系统的基本特征 OS结构设计 ;操作系统概念（p8） 一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地对各类作业进行调度以及方便用户的程序集合。;1.1 操作系统的目标和作用;图1－1 OS作为接口的从层状示意图; 3. OS实现了对计算机资源的抽象 裸机：对于一台完全无软件的计算机系统称为裸机。 ——难于使用。 扩充机器（虚机器）：把覆盖了软件的机器称为扩充机或虚拟机。 ——更方便。 分层扩充的特点 P4;洋葱头似的扩充;1.1.3 推动操作系统发展的主要动力 ;1.2 操作系统的发展过程 ;导致人机矛盾、CPU和I/O设备速度不匹配;2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式;1.2.2 单道批处理系统(Simple Batch Processing System) （第二代计算机） ;还有下一 个作业？;1.2.3 多道批处理系统（Multiprogrammed Batch Processing System）（第三代计算机） ;图1－5;图1－5;多道批处理系统需要解决的问题 ;1.2.4 分时系统 ;分时系统实现中的关键问题;1.2.5 实时系统 ;响应时间：指用户发出命令，到系统完成用户命令所需的时间。 批处理操作系统 没有 分时操作系统 秒级(一般情况） 实时操作系统 微秒级 甚至更小（经典说法） 系统满足用户时限（deadline)的要求(现代）; 实时任务 ;实时操作系统特点 系统对外部的信号必须能及时响应，(在规定的时间内（deadline）)； 要求高可靠性和安全性，效率则放在第二位； 系统整体性强； 不要求很强的“会话”能力。 ;实时系统与分时系统特征的比较 多路性：相似 独立性：相同 及时性：实时系统要求更高 交互性：分时系统交互性更强 可靠性：实时系统要求更高;1.2.6 微机操作系统的发展 　　字长划分： 运行方式划分： 1．单用户单任务操作系统 含义：只允许一个用户上机，且只允许用户程序作为一个任务运行。（一个人只做一件事） 配置在8位和16位微机。代表是CP/M，MS-DOS，PC-DOS 。 ;　　3．多用户多任务操作系统 含义：允许多个用户通过各自的终端使用同一台机器，共享主机系统中的各种资源，而每个用户程序又可进一步分为几个任务，使它们能并发执行，从而可进一步提高资源利用率和系统吞吐量。 （多个人同时做多件事） 大、中和小型机中所配置的大多是多用户多任务操作系统， 而在32位微机上也配置有多用户多任务操作系统，其中最有代表性的是UNIX OS。 ;　　UNIX OS是美国电报电话公司的Bell实验室在1969～1970年期间开发的。现在最有影响的两个能运行在微机上的UNIX操作系统的变型是Solaris OS和Linux OS。 ;　　Linux OS：Linux 是UNIX的一个重要变种，最初是由芬兰学生Linus Torvalds针对Intel 80386开发的。1991年在Internet网上发布第一个Linux版本，由于源代码公开，因此有很多人通过Internet与之合作，使Linux的性能迅速提高，其应用范围也日益扩大。相应地，源代码也急剧膨胀，此时它已是具有全面功能的UNIX系统，大量在UNIX上运行的软件(包括1000多种实用工具软件和大量的网络软件)被移植到Linux上，而且可以在主要的微机上运行，如Intel 80x86 Pentium等。 ;更多操作系统;操作系统的进一步发展;1.3　操作系统的基本特性 ;引入进程 　　目的：为了使多个程序能并发执行。 好处：有效地提高了系统资源的利用率和系统吞吐量，并改善了系统的性能。 　 进程(Process)：在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，它是由一组机器指令、数据和堆栈等组成的，是一个能独立运行的活动实体。 一个进程在运行时需要一定的资源，如CPU、存储空间及I/O设备等。 ;线程 　　在引入线程的OS中，通常都是把进程作为分配资源的基本单位，而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。 进程和并发是现代操作系统最重要的概念！;OS特性二：共享性 共享：系统中资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用 互斥共享：一段时间只允许一个进程访问某资源.