操作系统教程第一章.pptxVIP

操作系统原理张晓勇zxyong@参考书目1作者：张尧学、史美林、张高出版社：清华大学出版社2006年第三版价格：25元参考书目1作者：塔嫩鲍姆 (Tanenbaum.A.S) 翻译：陈向群 马洪兵 出版社：清华大学出版社2009年第三版价格：75元第一章 绪论操作系统概念操作系统的历史操作系统的基本类型操作系统的功能计算机硬件简介算法的描述研究操作系统的几种观点1.1操作系统概念计算机由硬件和软件两部分组成。硬件：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备等；软件：系统软件和应用软件。系统软件如操作系统、编译软件等。应用软件是为特定应用编写的程序。引入操作系统的目的从用户观点：要求计算机有一个良好的用户界面，用户无需了解硬件和系统软件的细节。从系统管理人员观点：计算机资源的管理者。为了合理地组织计算机工作流程，管理和分配计算机系统硬件及软件资源，使之能为多用户高效共享。从发展的观点：为了给计算机系统的功能扩展提供支撑平台，是指在追加新功能时更容易和不影响原有的服务与功能。操作系统的概念操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一系列软件的集合：管理和控制计算机硬件及软件资源合理组织计算机工作流程有效利用计算机的资源为用户提供一个具有足够功能、使用方便、可扩展、安全和可管理的工作环境，从而在计算机和用户之间起到接口的作用。1.2操作系统的历史操作系统是由于客观的需要而产生，伴随计算机技术本身及应用逐渐发展和不断完善。计算机发展过程：电子管时代-晶体管时代-集成电路时代-大规模和超大规模集成电路时代现代计算机正向着巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几个方面发展。操作系统经历了：手工操作阶段-批处理-执行系统-多道程序系统-分时系统-实时系统-通用操作系统-网络操作系统-分布式操作系统等.1.2.1手工操作阶段计算机主要元件是电子管,运算速度慢，没有操作系统,没有软件，用户即是程序员,又是操作员。手工操作过程：先把程序纸带（或卡片）装上计算机，然后启动输入机把程序和送入计算机，接着通过控制台开关启动程序运行。计算完毕，打印机输出计算结果，用户卸下并取走纸带（或卡片）。第二个用户上机，重复同样的步骤。1.2.2早期批处理手工操作存在问题：上机完全是手工操作，手工操作的慢速度和计算机的高速度之间形成矛盾。唯一的解决办法是摆脱手工操作，实现作业的自动过渡。这就出现了批处理。 操作员把用户提交的作业分类，把一批中的作业编成一个作业执行序列。每一批作业将有专门编制的监督程序（monitor）自动依次处理。批处理中的作业的组成：包括用户程序、数据和作业说明书（作业控制语言）。联机批处理慢速的输入输出(I/O)处理仍直接由主机来完成。执行过程： 用户提交作业：对于作业、数据，用作业控制语言编写作业说明书；作业以纸带或卡片为保存介质；操作员合成批作业，通过输入设备（纸带输入机或读卡机）存入磁带；监督程序根据系统资源情况读入一个作业； 从磁带读入汇编或编译程序，将用户作业源程序生成目标代码； 连接装配程序将目标代码变为可执行程序； 启动执行； 执行完毕，执行结果输出； 读入另一个作业，重复过程；一批作业完成后，处理下一批作业；联机批处理优缺点联机批处理主要优点：解决了作业自动转接，减少了作业建立和手工操作时间。联机批处理存在问题：CPU 与I/O串行操作，I/O时，CPU处于等待状态。脱机批处理脱机批处理显著特征是增加一台不与主机直接连接而专门用于与I/O打交道的卫星机。利用卫星机完成I/O功能。主机与卫星机可并行工作。卫星机：完成面向用户的I/O（纸带或卡片），中间结果暂存在磁带或磁盘上。作业控制命令由监督程序来执行，完成如装入程序、编译、运行等操作。 脱机批处理优缺点脱机批处理主要优点：实现了作业自动过渡，改善了I/O设备的利用率，提高了计算机的处理能力。脱机批处理存在问题：磁带需要手工拆装，系统的保护不够。执行系统20世纪60年代初期，硬件通道和中断技术的发展，导致操作系统进入执行系统(executive system)阶段。　通道(channel)是一种专用处理部件，它能控制一台或多台I/O设备工作，负责I/O设备与主存之间的信息传输。它一旦被启动就能独立与CPU运行，这样可使CPU和通道并行操作，而且CPU和多种I/O设备也能并行操作。 　中断(interrupt)是指当主机接到外部信号时，马上停止原来工作，转去处理这一事件，处理完毕后，主机回到原来的断点继续工作。 执行系统借助于通道、中断技术，I/O可在主机控制下完成批处理。原有的监督程序的功能扩大了，不仅要负责作业的自动调度，而且还要提供I/O控制功能，发展后的监督程序常驻内存称为执行系统。与早期批处理系统相比，I/O工作是有在主机控制下的通道完成的。主机和通道、主机和I/O设备都能并行