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第一章 操作系统引论 第一章 操作系统引论 1.1 操作系统的目标、作用和模型 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的特征和服务 1.4 操作系统的功能 1.5 操作系统的结构设计 1.6 操作系统的进一步发展 1.1 操作系统的目标、作用和模型 1.1.1 操作系统的目标 1.1.2 操作系统的作用 1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 2. OS作为计算机系统资源的管理者 3. OS用作扩充机器 1.1.3 操作系统的层次模型 1.2 操作系统的发展过程 1.2.1 推动操作系统发展的主要动力 1.2.2 无操作系统的计算机系统 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 1.3 操作系统的特性和服务 1.3.1 并发(Concurrence) 1.3.2 共享(Sharing) 1.3.3 虚拟(Virtual) 1.3.4 异步性(Asynchronism) 1.4 操作系统的功能 1.4.1 处理机管理功能 1.4.2 存储器管理功能 1.4.3 设备管理功能 1.4.4 文件管理功能 1.4.5 用户接口 1.5 操作系统的结构设计 1.5.1 软件工程的基本概念 1.5.2 传统的操作系统结构 1.5.3 微内核OS结构 1.6 操作系统的进一步发展 1.6.1 微机操作系统 1.6.2 多处理机操作系统 1.6.3 网络操作系统 1.6.4 分布式操作系统 图1-2 脱机I/O示意图 图1-3 单道批处理系统的处理流程 图1-4 单道和多道程序运行情况 图1-5 模块化操作系统结构 图1-6 单机环境下的客户/服务器模式 图1-7 一个对象的示意图 数据结构 过程1 过程2 过程3 * 1.1 操作系统的目标、作用和模型 1.1.1 操作系统的目标 　　目前存在着多种类型的OS，不同类型的OS，其目标各有所侧重。通常在计算机硬件上配置的OS，其目标有以下几点： 1. 方便性 2. 有效性 3. 可扩充性 4. 开放性 1.1.2 操作系统的作用 1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 　　OS作为用户与计算机硬件系统之间接口的含义是：OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。或者说，用户在OS帮助下，能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。应注意，OS是一个系统软件，因而这种接口是软件接口。 　　　　┌─────────┐ 　　　　│　　用　　　户　　│ 　　　┌┴───┬─┬─┬─┘ 　　　│应用程序│　↓　↑ 　　┌┴────┴─┴─┴───┐ 　　│系统调用、命令、图标、窗口│ 　　│　　　　操作系统　　　　　│ 　┌┴─────────────┴┐ 　│　　　计　算　机　硬　件　　　│ 　└───────────────┘ 　　　图1-1 OS作为接口的示意图 ⑴命令方式。这是指由OS提供了一组联机命令(语言)， 用户可通过键盘输入有关命令，来直接操纵计算机系统。 ⑵系统调用方式。OS提供了一组系统调用，用户可在自己的应用程序中通过相应的系统调用，来操纵计算机。 ⑶图形、窗口方式。用户通过屏幕上的窗口和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。 2. OS作为计算机系统资源的管理者 　　在一个计算机系统中，通常都含有各种各样的硬件和软件资源。归纳起来可将资源分为四类：处理器、存储器、I/O设备以及信息(数据和程序)。相应地，OS的主要功能也正是针对这四类资源进行有效的管理，即：处理机管理， 用于分配和控制处理机；存储器管理，主要负责内存的分配与回收；I/O设备管理，负责I/O设备的分配与操纵；文件管理，负责文件的存取、共享和保护。可见，OS确是计算机系统资源的管理者。事实上，当今世界上广为流行的一个关于OS作用的观点，正是把OS作为计算机系统的资源管理者。 3. OS用作扩充机器 　　对于一台完全无软件的计算机系统(即裸机)，即使其功能再强，也必定是难于使用的。如果我们在裸机上覆盖上一层I/O设备管理软件，用户便可利用它所提供的I/O命令，来进行数据输入和打印输出。此时用户所看到的机器， 将是一台比裸机功能更强、使用更方便的机器。通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚机器。如果我们又在第一层软件上再覆盖上一层文件管理软件，则用户可利用该软件提供的文件存取命令，来进行文件的存取。此时，用户所看到的是台功能更强的虚机器。如果我们又在文件管理软件上再覆盖一层面向用户的窗口软件，则用户便可在窗口环境下方便地使用计算机，形成一台功能更强的虚机器。 1.1.3 操作系统的层次模型 * 1.2 操作系统的发展过程 1.2.1 推动操作系统发展的主要动力 1.不断提高计算机资源