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计算机操作系统

第一章绪论;学习内容;学习目标;学习重点、难点;一、计算机系统的组成

1．计算机系统是由硬件和软件两部分组成。;操作系统的概念(p2);从用户的观点来看：操作系统可以看成是计算机的硬件扩充——方便用户灵活地使用计算机

从系统管理人员的观点来看：操作系统是管理资源的程序扩充——计算机资源的管理者（提高资源使用的效率）

从发展的观点看：操作系统是操作系统是机器与用户的接口——为发展提供方便（方便系统扩充）

综上所述：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。;1.2操作系统的形成和发展;1946年—50年代末：第一代，电子管时代，无操作系统(手工操作系统）。

50年代末—60年代中期：第二代，晶体管时代，批处理系统。

60年代中期—70年代中期：第三代，集成电路时代，多道程序设计。

70年代中期至20世纪末：第四代，大规模和超大规模集成电路时代，分时系统。

21世纪初开始，以移动、分布和网络计算为代表，现代计算机正向着普适计算、网络计算以及巨型、微型、并行、分布、网络化、智能化和生物信息化几个方面发展着;1.2.1.手工操作阶段（电子管时代）

用户在计算机上算题的所有工作都要用户人工干预，如程序的装入、运行、结果的输出等全部都由用户完成。

1.特点：

?无任何软件?有人工干预?独占性?串行性

机器作业在机器上人工操操作时间与机器

速度计算所需时间作时间有效运行时间之比

1万次/秒1小时3分钟1：20

60万次/秒1分钟3分钟3：1;1.2.2早期批处理阶段(晶体管)

;监控程序：是一个常驻内存的小的核心代码，用于实现各作业之间的自动转接，提高了系统效率。;;脱机批处理系统：由主机和外围计算机（卫星机）组成，外围计算机负责I/O处理，主机和外围计算机可以并行工作。;3.执行系统;1.2.3多道程序系统(集成电路)

1.单道程序的工作情况

例1：某作业运行时，不断从输入机输入数据，有CPU处理1000个字符需300ms，输入机输入1000个字符需1000ms，问CPU是否需要等待？;

2.多道程序的工作情况;3.什么是多道程序设计技术

在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。这些程序在管理程序控制之下，相互穿插地运行。当某道程序因某种原因不能继续运行下去时(如等待外部设备传输数据)，管理程序便将另一道程序投入运行。

4.多道运行的特征

?多道：内存中同时存放几个作业；

?宏观上并行运行：都处于运行状态，但都未运行完；

?微观上串行运行：各作业交替使用CPU；;5.多道成批系统

?在批处理系统中采用多道程序设计技术，就形成了多道批量操作系统。

?该系统把用户提交的作业成批地送入计算机内存，然后由作业调度程序自动地选择作业运行。

?优点：缩短作业之间的交接时间，减少处理机的空闲等待时间，提高系统的吞吐量。

?缺点：用户响应时间较长。用户既不能了解自己程序的运行情况，也不能控制计算机。

;批处理系统中作业处理及状态;单道(uniprogramming)和多道批处理的比较;1.2.4.分时系统;.;分时操作系统

分时操作系统利用分时技术实现多道程序设计的一种操作系统，它一般采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个终端用户服务，对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话功能。

分时操作系统的特点：

?交互性：用户与计算机之间可进行“会话”。

?多路调制性：即众多联机用户可以同时使用同一台计算机

，共享CPU和其它资源，充分发挥系统的效率；

?及时性：在用户能够接受的时间内得到响应

?独立性：各终端用户感觉到自己独占了计算机；

;早期计算机系统是用于科学与工程的数值计算，如第一台计算机（1944年）产生的原因就是解决大口径火炮设计中的计算问题：弹道轨迹、弹着点和材