《第1章 操作系统概述.ppt

第一章 操作系统概述 操作系统的概念 操作系统的历史 操纵系统的特性 操作系统的类型 操作系统的运行环境 操作系统的界面形式 操作系统的运行机理 研究操作系统的几种观点 1.1 操作系统概念 操作系统地位 操作系统作用 操作系统定义 1.1.1 操作系统地位 硬件抽象层（HAL）之上 所有其它软件层之下 运行视图 系统库(lib)可调用操作系统，执行硬件指令 应用程序可以调用lib和操作系统，执行硬件指令 1.1.2 操作系统的作用 管理系统中软件硬件资源 CPU 内存 设备 文件 为用户(应用程序)提供良好的服务(界面) API（Application Program Interface ） GUI（Graphical User Interface ） 1.1.3 操作系统定义 ※操作系统是位于硬件层(HAL)之上，所有其它软件层之下的一个系统软件，是管理系统中各种软硬件资源，方便用户使用计算机系统的程序集合。 1.2 操作系统的历史 操作系统的产生 手工操作阶段 成批处理阶段 执行系统阶段 操作系统的完善 多道批处理系统 分时系统 实时处理系统 通用操作系统 操作系统的发展 网络操作系统 分布式操作系统 多处理机操作系统 单用户操作系统 面向对象操作系统 嵌入式操作系统 智能卡操作系统 1.3 操作系统特性 程序并发性 多个程序在宏观上同时向前推进 并发(concurrent) vs. 并行 (parallel) 资源共享性 在操作系统的协调和控制下 多个程序共用系统中的各种软硬件资源 异步性-中断 虚拟性 1.4 操作系统类型 多道批处理操作系统(batch processing system) 分时操作系统(time-sharing system) 实时操作系统(real time system) 通用操作系统(multi-purpose system) 单用户操作系统(single user system) 网络操作系统(network operating system) 分布式操作系统(distributed operating system) 多处理机操作系统(multi-processor system) 嵌入式操作系统(embedded operating system) 智能卡操作系统(smart-card operating system) 1.4.1 多道批处理系统(cont.) 输入井作用 缓冲(速度匹配作用) 实现作业调度(job scheduling) 输出井作用 缓冲(速度匹配作用) 1.4.1 多道批处理系统(Cont.) 主机中作业合理搭配 目标1：提高资源利用率(eg. 计算型+IO型) 目标2：提高吞吐量(throughput) 特点 多道：系统中同时容纳多个作业 成批：作业分批进入系统 1.4.2 分时操作系统(Cont.) 特点： 多路性：一个主机与多个终端相连； 交互性：以对话的方式为用户服务； 独占性：每个终端用户仿佛拥有一台虚拟机。 典型系统： Multics (MIT) UNIX 1.4.3 实时操作系统 实时控制 工业控制，军事控制，医疗控制，……. 实时信息处理 航班定票，联机情报检索，……. 实时控制 实时信息处理 1.4.4 通用操作系统(multi-purpose OS) 同时具有：分时、实时、批处理功能。 目标： 提高处理能力; 扩展应用领域。 常见模式: 分时(前台)+批处理(后台) 实时(前台)+批处理(后台) 级别: 按照紧迫程度分级 实时分时批处理 1.4.5 单用户操作系统 同一时刻仅有一个用户使用的系统 应用领域： 台式机，笔记本，……. 特点： 单用户，多进程，多线程 更注重界面的友好和方便 1.4.6 网络操作系统 网络操作系统的目标 相互通讯 资源共享（信息，设备） 提供网络服务 database server ftp server e-mail server telnet server etc. 1.4.7 分布式操作系统 紧耦合：(tightly coupled) 由多机系统发展而来（多CPU） 有公共内存 多处理机操作系统 1.4.7 分布式操作系统 松散耦合：(loosely coupled) 由计算机网络发展而来（多Host) 无公共内存，无公共时钟 1.4.7 分布式操作系统(Cont.) 分布式操作系统特征: 统一的操作系统 资源的进一步共享 可靠性 透明性(无差异) 1.4.7 分布式操作系统(Cont.) 目标：进一步共享资源，使负载均衡，计算加速。 CPU 内存 途径：迁移（migration） 作业迁移 进程迁移（线程一般随同进程迁移） 例子： Solaris MC 1.4.8 多处理