西安电子科技大学出版社操作系统第一章.pptVIP

同济大学讲义 引言 课程特点：概念多、原理性强、较抽象 课程学习目的：有利于对计算机系统的理解和软件开发 课程学习方法：以问题驱动学习，理论联系实际 课程学习难点：概念、原理、算法、数据结构 教材与参考文献 汤小丹，梁红兵，哲凤屏，汤子瀛. 计算机操作系统（第三版）. 西安：西安电子科技大学出版社，2007. 尤晋元，史美林等. Windows操作系统原理. 北京：机械工业出版社，2001. William Stallings, Operating Systems(3rd edition), 北京：清华大学出版社[影印]， 1998. 课程内容安排 第一章 操作系统引论 第二章 进程管理 第三章 处理机调度与死锁 第四章 存储器管理 第五章 设备管理 第六章 文件管理 第七章 操作系统接口 第九章 系统安全性 操作系统第一章 操作系统引论 第一章 操作系统引论 操作系统的目标和作用 操作系统的形成与发展 操作系统的基本特征 操作系统的主要功能 操作系统结构设计 1.1 操作系统的目标和作用 1.1.1 操作系统的目标 计算机系统的应用条件 计算机系统的规模 大中型计算机系统价格昂贵——有效性； 微机价格相对便宜——方便性。 计算机系统的应用环境 用户响应时间要求：如查询系统； 实时性要求：诸多工业控制系统； 高可靠性要求：武器控制系统； …… 1.1.1 操作系统的目标 操作系统的目标 1.有效性 提高系统资源利用率； 提高系统的吞吐量。 2.方便性 使计算机系统更容易使用。 3. 可扩充性 适用计算机硬件、体系结构及应用发展的要求。 4. 开放性 遵循国际标准开发的软件和硬件，均能彼此兼容，方便的实现互联。 1.1.2 操作系统的作用 1.作为用户与计算机硬件系统之间的接口 1.1.2 操作系统的作用 2. 作为计算机系统资源的管理者 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。 1.1.2 操作系统的作用 3. 用作扩充机器 完全无软件的计算机系统称为裸机； 通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器（Extended Machine）或虚机器（Virtual Machine）。 OS是铺设在计算机硬件上的多层系统软件，不仅增强了系统的功能，而且隐藏了对系统操作的细节，实现了多个层次的抽象。 1.1.3 操作系统发展的主要动力 1.不断提高计算机资源利用率； 2.方便用户； 3.器件的不断更新换代； 4.计算机体系结构的不断发展。 1.2 操作系统的发展过程 1.2.1 无操作系统的计算机系统 1.人工操作方式 特点： 使用第一代计算机（诞生1945～20世纪50年代中期：真空管、速度慢、体积大、功耗大） 直接使用计算机硬件系统（纸带、卡片） 缺点： 用户独占全机； CPU等待人工操作。 结果： 人机矛盾突出。 1.2.1 无操作系统的计算机系统 2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式 1.2.1 无操作系统的计算机系统 2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式 定义：程序和数据的输入/输出脱离主机，而在外围机的控制下进行的计算机工作方式。 优点： 减少了CPU的空闲时间； 提高I/O速度。 1.2.2 单道批处理系统 1.单道批处理系统(Simple Batch Processing System)的处理过程 1.2.2 单道批处理系统 1.2.2 单道批处理系统 2. 主要特征： (1) 自动性。 一批作业自动的逐个依次运行，无序人工干预。 (2) 顺序性。 正常情况下，作业先后调入内存顺序完成。 (3) 单道性。 内存中仅有一道程序运行； 监督程序只调入一道程序进入内存。 1.2.3 多道批处理系统 1.2.3 多道批处理系统 多道批处理系统好处 提高CPU的利用率； 可提高内存和I/O设备利用率； 增加系统吞吐量。 系统吞吐量是指系统在单位时间内所完成的总工作量 多道批处理系统的特征 多道性。 无序性。 调度性。 1.2.3 多道批处理系统 优缺点： 资源利用率高。 多道程序共享资源。 系统吞吐量大。 处理机及其它资源的充分利用； 作业完成或运行不下去才切换，系统开销小。 平均周转时间长。 多作业可同时交给系统，但需依次进行处理。 无交互能力。 作业提交后，用户不能与作业进行交互。 1.2.3 多道批处理系统 需要解决的问题 处理机管理问题。 内存管理问题。 I/O设备管理问题。 文件管理问题。 作业管理问题。 1.2.4 分时系统 1. 分时系统(Time-Sharing System)的产生 用户的需求具体表现在