[工学]第1章 操作系统概述.ppt

第一章 操作系统概述 学习内容 1.1 操作系统概念 1.2 操作系统的主要功能 1.3 操作系统的主要类型 1.4 操作系统结构设计 学习目标 了解：操作系统的发展历程，分时和实时操作系统的特点，操作系统在计算机系统中的地位，操作系统结构设计，系统调用，UNIX/Linux系统特点与结构 理解：操作系统的主要类型，分时概念，操作系统的特征 掌握：操作系统的定义，操作系统的主要功能 1.1 操作系统概念 1.1.1 计算机硬件结构 1.1.2 操作系统的形成 1.1.3 操作系统的概念 1.1.4 操作系统的地位 1.1.5 操作系统的特征 1.1.1 计算机硬件结构 完整的计算机系统是由硬件和软件两大部分组成 硬件：指计算机的物理装置本身。包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 软件：是相对硬件而言，是与数据处理系统的操作有关的计算机程序、过程、规则及相关的文档资料的总称。简单地说，软件是计算机执行的程序。 分为系统软件、应用软件和支撑软件3大类。 计算机系统 运算器 , 控制器 硬件系统 存储器 输入/输出设备 操作系统 系统软件　语言处理程序 数据库管理系统 软件系统 应用软件　专用软件 通用软件 支撑软件: 也称辅助软件,如开发工具, 测试工具 1.1 操作系统概念 1.1.1 计算机硬件结构 1.1.2 操作系统的形成 1.1.3 操作系统的概念 1.1.4 操作系统的地位 1.1.5 操作系统的特征 1.1.2 操作系统的形成 手工操作阶段 早期批处理阶段 早期联机批处理 早期脱机批处理 多道批处理系统 操作系统的发展 手工操作阶段 工作过程： 将程序纸带或卡片装到输入机上; 启动输入机将程序和数据送入计算机; 利用控制台开关启动程序执行，并监视和控制其执行情况; 计算结束后，用户取走打印出来的结果，并卸下纸带或卡片; 整个过程完全在“人工干预”下进行。 特点：浪费资源，使用不便 2.早期批处理阶段——早期联机批处理 操作员有选择地将若干执行作业合为一批，输入到磁带上，然后在监督程序的控制下，使作业一个接一个连续执行。系统中作业的处理是成批进行的，并且内存中总是只保留一道作业，故又称为单道批处理。 作业输入、调入内存及结果输入在CPU直接控制下进行。 由于采用联机处理，影响了CPU速度的发挥，因此不能有效利用系统资源。 2.早期批处理阶段——早期脱机批处理 特征：在主机之外另设一小型卫星机，又称为外围计算机，它不与主机直接连接，只与I/O设备打交道。 工作过程：卫星机将读卡机上的作业逐个输入到磁带机上，主机只负责将磁带上存储的作业调入内存并运行，作业完成后主机将计算结果和记帐信息记录到磁带上；卫星机负责将输出到磁带上的信息读出来，并交打印机打印。 卫星机专门负责I/O工作，主机负责快速计算任务，实现并行操作。由于I/O不受主机控制，故称为“脱机”批处理。 3. 多道批处理系统 基本思想：在内存中同时存放多道程序，在管理程序的控制下交替执行。这些作业共享CPU和系统中的其它资源。 特征：系统资源利用率特高，系统吞吐量增加。但是系统管理变得复杂了。 吞吐量：在一段给定的时间内，计算机所能完成的总工作量。 1.1 操作系统概念 1.1.1 计算机硬件结构 1.1.2 操作系统的形成 1.1.3 操作系统的概念 1.1.4 操作系统的地位 1.1.5 操作系统的特征 1.1.3 操作系统的概念 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合)；是用户和计算机之间的接口。 Operating System，简称OS 要点： 1、操作系统是系统软件，由一整套程序组成。 如：UNIX系统就是一个很大的程序，由上千个模块组成，各模块分别或独立完成不同的功能，如内存分配、实现CPU管理等； 程序中使用了大量的表格，队列等数据结构； 要点： 2、OS的基本职能是控制和管理系统内各种资源，有效组织多道程序运行。 程序在计算机上执行过程：编写的程序以文件的形式存放在磁盘上，运行之前调入内存，在CPU上执行，产生的结果在屏幕上显示出来，执行结束后释放内存，这些工作都是由操作系统完成的。 要点： 3、OS提供众多服务，方便用户使用，扩充硬件功能。 如用户可以使用操作系统提供的上百条命令或图形界面完成文件操作、输入/输出、程序运行等多项控制、管理工作。 可以在一台机器上完成多项任务，甚至也可以多人同时使用一台机器。 典型的操作系统 DOS系统： MS-DOS； PCDOS Microsoft Windo