操作系统引论详解.ppt

第一章 操作系统引论 1.1 操作系统的定义 人工操作 在第一代计算机上没有操作系统，对计算机的操作完全是人工操作方式，这种人工操作方式有两个缺点： ● 用户完全独占计算机。也就是说，计算机的全部资源只供一个用户使用。 ●计算机等待人工操作。当用户操作时计算机要等待，CPU空闲。 监控系统 ● 第二代计算机主要用于科学和工程计算，程序大多用FORTRAN语言书写，该语言适用于作数值运算，当时主机上用的控制程序称之为监控程序（Monitor），其功能相对比较简单，监控程序是操作系统的雏形 。 ● 单道批处理系统（Simple Batch System）是将所有的作业用一台相对比较便宜的计算机（如IBM 1401）输入到磁带上，此计算机称为输入/输出机，实施数值运算、速度较快的计算机称为主机（如IBM7094）。大批的作业在输入/输出机的控制下输入到磁带后，用一个特殊的程序来控制作业的读入和运行，这个特殊的程序叫作业控制语言（JCL，Job Control Language）书写，它能控制程序的运行，如图所示。 多元化发展 ● 随着大规模集成电路（在每平方厘米的芯片上集成数千个晶体管）的发展，计算机向着微型化、网络化和智能化的方向发展。 ● 个人计算机的时代到来了。 ● 个人计算机连接成了网络。因此运行其上的网络操作系统和分布式操作系统就开始崛起。 * * ● 操作系统的定义 --------------操作系统是什么？ ● 操作系统的形成 --------------为什么要操作系统？ ● 操作系统的特征 --------------操作系统怎么样？ ● 操作系统的功能 --------------操作系统能干什么？ ● 操作系统的分类 --------------操作系统有哪些？ 本章要点 资源管理的观点 用户的观点 ●操作系统是控制和管理计算机的软、硬件资源， 合理地组织计算机的工作流程，以及方便用户的程序集合。 本质 3 1 2 ●操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件， 是对硬件系统的第一次扩充。 机器扩充的观点 1946年 第一代计算机上没有操作系统 1958年 第二代计算机上有了监控系统 1964年 第三代计算机上操作系统得到极大发展 1974年 第四代计算机操作系统向多元化方向发展 Development 1.2操作系统的产生和发展 脱机输入/输出技术 ● 程序和数据的输入都不是在主机的控制之下，而是在一台专门作输入/输出的计算机的控制之下进行，或者说，输入/输出工作是在脱离主机的情况之下进行的，故称为脱机输入/输出（Off Line I/O），如图所示 。 单道程序运行情况 多道程序运行情况 多道程序设计 1.3 操作系统的特征 也称随机性，是指系统中各种事件的发生顺序是不确定的。 不确定 并发 两个或两个以上的事物在同一时间间隔内发生 共享 系统中的软、硬件资源在其上的供多个程序共同享用 ●互斥共享——某时间内只允许一个进程访问， 该进程访问完了，别人才可访问。如：打印机 ●同时访问——某时间段内，允许多个进程同时 访问。如：磁盘。 虚拟 通过某种技术手段把一个物理上的实体，变成多个 逻辑上的对应物 1.4 操作系统的功能 创 意 存储管理 制作图片 处理机管理 制作动画 设备管理 制作声音 信息管理 编制程序 用户接口 显示器 键盘 CD-ROM 外存储器 音响设备 鼠标 内存储器 中央处理器 ●对处理机的分配和运行实施有效管理。 ●在多道程序环境下，处理机的分配和运行以进程为单位，因此对处理机的管理即对进程的管理。 ● 任务 ●进程控制 ●进程同步 ●进程通信 ●进程调度 ● 功能 制作图片 进程管理 ●方便用户使用内存 ●提高内存的利用率 ●从逻辑上扩充内存 ● 任务 ●内存分配 ●地址映射 ●内存保护 ●内存扩充 ● 功能 创 意 存储管理 制作动画 设备管理 ●完成用户程序请求的I/O操作，为用户程序分配I/O设备 ●提高外部设备的利用 ●尽可能地提高输入/输出的速度 ●方便用户使用外部设备 ● 任务 ●设备分配 ●设备控制 ●设备无关性 ● 功能 ●大量的信息以文件的形式放在外存，对信息的管理也就是对文件的管理 ● 任务 制作声音 ●文件存储空间的管理 ●目录管理 ●文件的读、写管理 ●文件的存取控制 ● 功能 文件管理 编制程序 操作系统接口 ●联机命令接口 ●脱机命令接口 ●图形用户界面（命令接口的改版） ● 命令接口 ● 程序接口 ●也称系统调用 1.5 操作系统类型 成熟的 发展中的 ● 批处理系统 ● 分时系统 ● 实时系统 ● 微机操作系统 ● 多处理机操作系统 ●