操作系统 第一章绪论.ppt

* * 第一章 操作系统引论 1.0 绪论 1.1 操作系统的形成 1.2 操作系统的基本类型 1.3 操作系统的特征和功能 1.4 操作系统的发展 一、什么是操作系统 1.0 绪论 操作系统是为了达到方便用户和提高资源利用率的目的而设计的，控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程的程序的集合。 1、计算机系统组成： 硬件：系统本身和用户作业赖以活动的物质基础 和工作系统。包括：CPU（运算器和控制器）、 存储器、输入/输出设备 一、什么是操作系统 1.0 绪论 软件：程序、数据 包括：系统软件：OS、语言处理程序（MASM、 编译程序）、连接装配程 序、多种工具软件等。 应用软件：为多种应用目的而编制的 程序 一、什么是操作系统 1.0 绪论 2、工作流程： I(input data) C(computer） O（output） 例如：两个作业的运行 运行方式一：两个作业顺序执行 运行方式二：两个作业交替执行 3、设计目的： 对内管理，合理组织计算机工作流程—提高资源利用率 对外方便用户（通过命令方式，例如：DOS；系统调用） 操作系统定义 二、操作系统在计算机系统中的位置、作用 1.0 绪论 所有系统应用程序及更上层的用户程序都在操作系统虚拟机上运行，它们受操作系统的统一管理和控制，通过操作系统使用各种系统资源来完成特定的任务。 从结构上看：操作系统是系统应用程序，是用户程序与物理计算机之间的接口。 推动操作系统发展的主要动力 不断提高计算机资源利用率 方便用户 器件的不断更新换代 计算机体系结构的不断发展 1.1 操作系统的形成 1.1.1 人工操作阶段 1.1 操作系统的形成 1.操作方式 缺点:输入、纸带、电传都可能出错 多个用户不能同时使用 2.特点： 用户独占全机----资源利用率低 机等人：CPU等待人工操作（装带、卸带时） 程序 数据 穿孔机 纸带 纸带输入机 电信号 计算机 电信号 电传管 结果 （人） （人） 1.1.2 脱机输入输出技术 1.1 操作系统的形成 1.引入： 为缓解人机矛盾，CPU速度与I/O设备速度不匹配的矛盾。 2.脱机输入输出方式 纸带机 光电机 卡片机 磁 盘 主 机 外 围 输 入 机 打印机 电传管 纸带机 … 磁 盘 … 外 围 输 入 机 （人） （人） 批处理技术 1.1.2 脱机输入输出技术 1.1 操作系统的形成 程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的，或者说是在脱离主机情况下进行的，故称为脱机输入输出方式（反之为联机输入输出方式）。 2.脱机输入输出方式 优点： 减少了CUP的空闲时间，缓解了人机矛盾。 缓和了CUP和I/O设备速度不匹配的矛盾，进一步减少CPU空闲时间。 1.1.3 批处理技术（单道批处理技术） 1.1 操作系统的形成 1.作业：用户在一次上机时，要求计算机 所做工作的总和；由作业步完成。 作业步：作业中较为独立的部分 作业 EDIT Step1 ASM Step2 LINK Step3 SAVE Step4 RUN Step5 例如： 1.1.3 批处理技术（单道批处理技术） 1.1 操作系统的形成 2.批处理技术 在磁带中有若干作业（一批作业），配有专门编制的监督程序，主机一启动，以监督程序自动完成作业的切换，使作业自动的一个接一个的处理。 优点：实现作业自动转接，克服了机等人。 缺点：输入时，主机空闲；计算时，外围设备空闲——计算机使用效率仍然不高。 脱机输入输出技术 1.1.3 批处理技术（单道批处理技术） 1.1 操作系统的形成 3.单道批处理技术的特征 自动性 顺序性 单道性 1.1.4 多道批处理技术 1.1 操作系统的形成 一、多道批处理技术 1.引入：提高资源利用率。 2.思想：内存中同时存放几道相互独立的程序，一个I/O时，另一个用CPU，多道程序合理搭配交替运行，充分利用资源，提高效率。 3.图例： 程序A 程序 A I/O 请求 程序 A I/O 完成 程序B 程序 B I/O 请求 程序C 程序 C I/O 请求 程序D 程序 D I/O 请求 C I/O 完成 C 再被调度 程序 B I/O 完成 程序 A 再被调度 程序A 程序B 程序C 程序D 调度程序 ( b