第1章_操作系统基础知识.pptVIP

1.1 操作系统概述 1.2 作业管理 1.3 进程管理 1.4 存储管理 1.5 设备管理 1.6 文件管理 ;1.1 操作系统概述 ;地位：计算机系统是分层次的，最低层是未配置任何软件的硬件裸机，硬件之上是软件，软件又分为若干层次，最低层是操作系统。操作系统是覆盖在裸机之上的第一层软件，它直接控制、管理各种硬件资源。所以操作系统是整个计算机系统的控制管理中心。 定义：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、合理有效地组织计算机系统的工作，为用户提供一个使用方便可扩展的工作环境，从而起到连接计算机和用户的接口作用。 ;1.1.2 操作系统的类型;;2．多道批处理操作系统 在操作系统中引入多道程序设计技术后，系统内可以同时运行多道作业，使系统具有以下特征： 多道性。在内存中可同时驻留多道相互独立的程序。宏观上它们并行执行，从而有效地提高了资源利用率和系统吞吐率；微观上它们串行执行，内存中的多道程序轮流地或分时地占有处理机，交替执行（单处理机情况）。 无序性。多个作业完成的先后顺序与它们进入内存的顺序之间并无严格的对应关系，即先进入内存的作业可能较后甚至最后完成，而后进入内存的作业又可能先完成。 调度性。作业从提交给系统开始直至完成，需要经过作业调度和进程调度。;多道批处理系统的主要优点为： 1)资源利用率高。由于在内存中装入了多道程序，使它们共享资源，让资源处于忙碌状态，从而使各种资源得以充分利用。 2)系统吞吐量大。系统吞吐量是指系统在单位时间内所完成的总工作量。能提高系统吞吐量的原因可归结为：第一，CPU和其它资源保持“忙碌”状态；第二，仅当作业完成时或运行不下去时才进行切换，系统开销小。;;;;;;;;;;;;;1.1.3操作系统的功能与特征 ;;;;;;1.1.4典型操作系统简介 ;;;;1.2 作业管理 ; ;;;;;;1.3 进程管理 ;1.3.1进程的基本概念 1.程序的顺序执行与特征 程序是指令的集合，是一个静态的概念。它体现了用户要求计算机完成特定功能的执行步骤。 在早期的计算机系统中，只有单道程序执行功能，每次只允许一道程序执行，在这个程序运行时??它将独占整个计算机系统中的各种软件、硬件资源，其它程序只能等待。我们把一个具有独立功能的程序独占处理机运行直至得到最终结果的过程称为程序的顺序执行。 假设有n个用户作业，每个作业都有相应的三个程序段。若我们用不同节点代表各程序段的操作：用节点I代表输入，节点C代表计算，节点P代表打印，用箭头指示操作的先后次序，则顺序程序的执行过程可以用图1-2表示。 I1→C1→P1→I2→C2→P2→…→In→Cn→Pn 图1-2 程序的顺序执行 ;显然，程序的顺序执行具有下述特征。 （1）顺序性 处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行。一条程序指令的执行必须在它的上一条指令执行完成之后才能开始。 （2）封闭性 程序执行的最终结果由给定的初始条件决定。程序一旦开始执行，其执行结果不受外界因素的影响。系统的状态完全取决于程序本身。 （3）可再现性 程序执行的最终结果与执行速度无关，只要程序执行时的环境和初始条件相同，无论执行多少次，程序的运算结果都是相同的。 ;2.程序的并发执行与特征 为了提高计算机系统的处理能力和资源的利用率，就应该让多道程序同时在计算机中交替执行。当一道程序不用CPU时，另一道程序应马上占用CPU，使CPU和各种外设并行工作，这样就可大大提高CPU的利用率。 多个程序在时间上可以重叠执行，称之为并发执行。 采用多道程序后系统资源得到了充分的利用。在内存中可同时驻留多道程序，从宏观上看，多道程序在同时执行，而微观上这几道程序是交替地按顺序执行，如图1-3所示。对于单CPU系统而言，它们只能轮流地占用CPU。也就是说，程序的并发执行是指一组在逻辑上互相独立的程序在一段时间间隔之内的交替执行。由此可见，程序的并发执行在其执行时间上存在着宏观上的相互重叠。 ;图1-3程序的并发执行 ;;;（2）程序执行失去封闭性 在单道程序运行时，程序独占系统全部资源，而且会一直执行到结束，没有特殊情况（例如程序错误等程序自身问题）不会被中断。程序的执行具有封闭性（不被外界干扰）和可再现性（多次重复执行会重现同样的执行过程及结果）。 多道程序在并发执行时是多个程序共享系统中的各种资源，而且程序的执行又出现了的间断性，因而在某个程序暂停执行时可能有其它程序执行，并且改变了它们共同使用的资源的状态，致使程序的执行失去了封闭性。也就是说，并发程序在执行时会受到其它程序的影响。 （3）程序执行结果的不可