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操作系统 操作系统概述和基本原理 定义、功能、特征、分类等 几大基本的操作系统的管理功能 处理机管理 存储器管理 设备管理 文件管理 作业管理 几个问题 1、你使用过哪些操作系统 ？DOS、WINDOWS、UNIX（LINUX）VMS ？ 2、你知道什么是操作系统吗？如果有一天你的朋友向你问起，你如何回答？ 3、你知道为什么人们总是对Windows系统褒贬不一，而微软公司却长期称霸微机软件市场吗？ 4、普遍被专业人士看好的Linux系统能走进千家万户，与Windows一较高下吗？ 操作系统概述 操作系统概述（各小节标题） 1.1、什么是操作系统（OS） 1.2、OS的目标和作用 1.3、OS的发展历史和已有类型 1.4、OS的分类 1.5、OS的特征 1.6、OS的评价及性能指标 1.7、OS的功能 1.8、OS的服务和系统调用 操作系统概述 操作系统概述 1.1.1计算机硬件系统的组成 （补充）计算机工作原理 1、CPU从内存中读取指令 2、指令一般由指令体和操作数组成 3、内存按照地址大小，线性存放数据、指令 4、CPU执行完一条指令后，不遇到 下，自动执行 。 5、CPU寄存器不是内存，是CPU的一部分。 （补充）计算机工作原理 CPU，内存和I/O设备都通过总线交换数据 （补充）计算机工作原理 CPU不直接与设备交换数据。主存处于数据交换的中心位置——共享主存 操作系统的定义 1.1.2操作系统的定义 操作系统的定义(课堂练习) 操作系统的实体： 程序的集合 管理对象： 各种软硬件资源 管理目标： 方便用户使用——充分而有效的使用 管理手段： 直接控制和管理 操作系统的地位 1.1.3操作系统的地位 操作系统的目标、作用 操作系统的目标 操作系统的目标 操作系统的目标 1）方便性： 提供给用户易用统一的手段 2）有效性： 有效地控制各种软硬件资源，使之得到充分利用 保持忙碌和有序占用 合理组织系统工作流程，改善系统性能 提高系统效率 为用户方便的使用计算机提供良好的环境 提高用户使用效率 操作系统的目标 3）可扩充性 模块化，易添加和修改 4）开放性 对应用程序最大可能的提供开放统一的环境， 应用程序能方便地移植和互操作。 例：网络时代的操作系统 操作系统的作用 对操作系统的要求 操作系统的作用 操作系统是用户和计算机系统之间的接口 接口位置： 位于用户与计算机硬件系统之间 接口作用： 从用户角度： 用户可以通过各种接口，获得访问、使用系统资源的能力。 从系统角度： 系统在有序管理计算机硬件系统前提下，向用户提供调用接口 操作系统的作用 操作系统是系统资源管理者 系统资源： 处理机（CPU）、存储器、I/O设备及信息（软件——程序和数据） 处理机管理：纪录处理机状态，按策略分配处理机 存储器管理：纪录存储器使用情况，按策略分配，保护信息不受破坏。 I/O管理：按要求和策略分配设备，优化设备调度，提高设备使用效率 信息管理：以文件方式组织信息。方便的查询和保护。 操作系统的发展 操作系统的发展 1.3操作系统的发展历史 发展历史经历三个变化 从人工操作 到 机器自动处理 人工操作缓慢 机器按照事先编辑好的过程完成任务的转换 从联机I/O 到 脱机I/O CPU速度迅速提高而I/O设备依然缓慢， CPU化大量时间等待设备 输入输出在外围机控制下进行 从单道程序处理 到 多道程序同时处理 操作系统的发展 1）从人工操作到机器自动处理 减少两个作业之间的人工干预，由系统自动调度作业逐个投入运行 操作系统的发展 2）从联机I/O到脱机I/O CPU速度迅速提高而I/O设备依然缓慢 CPU等待设备 脱机I/O环境中，输入输出在外围机控制下进行 操作系统的发展 3）从单道程序处理到多道程序同时处理 操作系统的分类 操作系统的分类 早期的计算机系统 1、人工将程序用打卡机打在卡片上 2、计算机逐条读取卡片上的指令 操作系统的分类 1.4.1 单道批处理系统 作业成批进入系统后备队列 按照一定的策略调度一个作业在系统中运行 背景： 系统资源十分昂贵 输入速度与CPU的速度不匹配 联机单道批处理没有解决I/O与CPU速度不匹配问题 脱机单道批处理可以使CPU与I/O并行工作，提高效率 单道批处理 单道批处理 单道批处理系统特点： 内存中只保持一道作业运行 作业完成顺序与其进入内存的顺序直接相关 多道批处理 1.4.2 多道批处理系统 作业成批进入系统后备队列 按照一定的策略调度多个作业在系统中运行 进一步提高系统吞吐量和利用率 多道批处理 多道批