《计算机操作系统概述01.ppt

授课教师:张雁 第1章 计算机操作系统概述 1.1 操作系统概念 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的特征与功能 1.4 操作系统的结构设计 微机操作系统（自学） 研究操作系统的几种观点 教学目的与要求 掌握操作系统的作用和发展 掌握操作系统的特征与功能 理解多道程序设计的概念 掌握操作系统的类型 教学重点和难点 操作系统的概念、功能和基本类型 研究操作系统的几种观点 教学时间 3学时 作业 1.1 操作系统概念 1.1.1 系统概述 1.1.2 什么是操作系统 1.1.1系统概述 计算机系统的组成——硬件和软件 计算机硬件 计算机软件 系统软件 操作系统 语言处理程序 DBMS 支持软件 应用软件 程序库 套装软件 用户程序 系统概述 硬件与软件及软件之间的关系 关系:层次结构的关系 系统概述 软件是在硬件基础之上用来扩充和完善硬件功能，一部分软件的运行要以另一部分软件的存在作为基础，并为其提供一定的运行条件。 一个裸机在每加上去一层软件后，就变成了一个功能更强的机器。我们通常把这“新的更强功能的机器”称为“虚拟机”。 1.1. 2 什么是操作系统 操作系统的定义 一个系统软件； 程序模块的集合——有效管理和控制系统资源,合理地组织计算机工作流程； 为用户提供一个友好的工作环境和方便的接口。 操作系统的目标 方便性 使计算机系统使用方便（人机界面） 有效性 各类资源的利用率和系统吞吐量 可扩充性 便于修改和增加功能（如何设计？） 开放性 系统能支持世界标准规范 操作系统的作用 作为用户与计算机硬件系统之间的接口 系统管理员：系统资源的管理者 用户：提供使用计算机更好的接口和服务 发展：给计算机系统的功能扩展提供支撑平台 作为计算机资源的管理者 用作扩充机器 作为用户与计算机硬件系统之间的接口 1.2 操作系统的发展过程 1.2.1 无操作系统的计算机 1.2.2 单道批处理系统 1.2.3 多道批处理系统 1.2.4 分时系统 1.2.5 实时系统 1.2.6 其他操作系统 1.2.1 无操作系统的计算机 人工操作方式 如纸带输入机。 特点是用户独占全机及CPU等待人工操作。 过程 1.2.2 单道批处理 20世纪50年代中期，General Motors第一个操作系统，运行于IBM701机上。 批处理系统的定义 操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序自动执行。 处理过程 图1-3 特点 1.2.3 多道批处理系统 在单道批处理系统中，每次只调用一个用户作业程序进入内存并运行。 多道程序(Multiprogramming) 硬件要求 中断 通道 单道程序与多道程序的执行过程如图1.5和图1.6所示。 多道批处理系统特征 （1）多道性 （2）无序性 （3）宏观上并行、微观上串行 （4）调度性 1.2.4 分时系统 分时系统的产生 用户需求 人机交互 共享主机 方便用户使用 概念：指一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户共享主机中的资源，各个用户都可通过自己的终端以交互方式使用计算机。 1.2.4 分时系统 分时技术 把处理机的时间分成很短的时间片，这些时间片轮流地分配给各个联机的各作业使用。 如果某作业在分配给它的时间片用完时仍未完成，则该作业就暂时中断，等待下一轮运行，并把处理机的控制权让给另一个作业使用。 在一个相对较短的时间间隔内，每个用户作业都能得到快速响应，以实现人机交互。 分时系统 分时OS的目标 追求的目标 交互性和及时响应 衡量的指标 响应时间（系统对一个输入的反应时间） 1.2.5 实时系统 引入 要求及时处理的场合 实时系统定义 系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对该事件的处理。 类型 实时控制 实时信息处理 实时任务的类型 对系统时间响应性能的要求 硬实时系统（严格时间内完成） 软实时系统（偶尔超时限完成） 数字音频（视频） 音频处理 1.2.6 其他操作系统 1. 通用操作系统 2. 微机操作系统 3. 网络操作系统 4. 分布式操作系统 嵌入式操作系统 集群系统 1. 通用操作系统 定义 同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能或其中两种以上的功能的操作系统。 Example 实时批处理系统：实时和批处理的结合，实时作为前台，批处理作为后台； 分时批处理 2. 微机操作系统 定义 配置在微机上的操作系统称为微机操作系统。 最早出现的微机操作系统是8位微机上的CP/M，它是一个单用户单任务操作系统，即只允许一个用户上机，且只允许用户程序作为一个任务运