《计算机操作系统考研指定教材.ppt

第1章 绪论 为此，人们研制了一种能够管理和控制这种裸机的软件，这就是“操作系统”（OS，Operating System）。 操作系统，是管理计算机系统内全部资源的程序模块和数据集合的总称。它作为用户和计算机硬件之间的连接软件，主要是响应应用程序的各种要求，解决各种要求之间的矛盾，使系统的利用率提高，以便用户能够简单而高效地使用计算机。 第1章 绪论 本章主要内容 操作系统的发展过程 操作系统的处理方式 操作系统的功能与构造 通用操作系统的特点 1.1 操作系统的形成与发展 操作系统“曾用名” 监控（督）程序（系统）（Monitor) 执行系统（程序）(Executive System (program)) 控制系统（程序）(Control System program)) 管理程序(Supervisor, Supervisory System) 核心程序(Kernel) 操作系统(Operating System) 1.手工操作方式 早期的计算机由于运算速度低、外部设备少，加之没有配置操作系统，用户使用计算机是相当困难的。用户编制好的程序被输入到机内后，直接通过控制台上的一排排机械式开关和指示灯来监督控制程序的运行。当时，尚未研制出现操作系统，因此用户使用计算机的繁琐程度可想而知。 这一阶段大体对应计算机诞生后的前10年（1946~1955）。这10年又可分为两个时期。前一个时期称为手工交互时期，后一个时期是手工批处理时期。 手工操作的主要缺点是操作较麻烦。操作员要了解计算机各部分的技术细节才能准确地控制作业运行，而这样做极容易出错，维护工作比较复杂。 另一个问题是资源浪费。计算机的所有软硬件资源全部被一个作业独占，不用的资源也不能给其他作业使用。 特别是，当一个作业完成，另一个作业开始，作业切换过程中的上机、下机将浪费大量时间。。 2. 单任务操作系统发展阶段 关于操作概念的第一次讨论，是1953年在华盛顿召开的IBM 701计算机用户会议上展开的。到计算机诞生10年后的1955年，计算机上出现了第一个操作系统，当时称为监控程序（monitor）。该系统是美国通用动力研究实验室（简称GMRL，General Motors Research Laboratory）为IBM 701计算机研制的，主要目的是实现作业的自动转换，向用户提供方便的操作接口，尽可能高效率地利用计算机。这就是单任务操作系统。 后来，北美航空公司开始与GMRL实验室合作，共同开发了运行于IBM 704计算机上的操作系统。该系统就是一个支持Fortran语言的监控程序，简记为FMS（Fortran Monitor System）。 单任务操作系统的特点是： 系统中装有高级语言翻译程序，程序设计人员可以用更直观易懂的语言编写程序。 这也同时意味着程序设计人员可以摆脱计算机上的操作，将自己的程序交给计算站的操作员就可以了。 应用程序在监控程序的管理下，一个接一个地自动切换运行，基本上不需要人工干预。 内存中除了存储用户的应用程序外，还要驻留着监控程序，存储空间的划分和定位严格起来。 单任务操作系统的缺点是： 资源利用不充分。 比如，硬件上的发展已经使内存空间比较充裕，而不少的作业却用不完内存的诺大空间，致使空间浪费严重。 另外，一个作业在运行中遇到输入输出操作（比如读写磁带）时，处理机不得不处于闲置状态，等候低速输入输出操作完成。 这些缺点使计算机硬件飞速发展的辉煌成就不能很好地利用起来，系统的许多优点被深深埋没在低速的I/O中。 4. 规范化和微型化发展阶段 规范化 20世纪60、70年代是操作系统大发展的时期。无论是规模上还是结构上，操作系统都是非常庞大的。系统从研制到交付使用需要花费很大的时间和财力。更有甚者，当使用一段时间后发现某些隐患时，修改系统的代价将十分高昂。这些问题引起人们的极大关注，并称为软件危机。由此，导致了软件工程的研究。 让软件研制过程纳入工程管理的思想，比如：采用工程的组织与管理模式、软件构造采取结构化设计方法、注重软件的存档和维护、规范程序接口标准等。当时，UNIX成为贯彻这些思想的典型代表。 4. 规范化和微型化发展阶段 微型化 较为典型的有单用户单任务的微型操作系统，诸如CP/M和较低版本的磁盘操作系统DOS；单用户