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1.1操作系统的定义 1.1.1 计算机系统层次结构 1.1操作系统的定义 近年来，大型软件都是采用层次式结构进行构建的，也就是将一个软件分成若干个层次。在此，同样可以用一个层次式的0S模型来描述操作系统，该模型分为三个层次（如图1-2所示），包括：用户接口；对对象操纵和管理的软件集合；操作系统对象。 1.1操作系统的定义 1.1操作系统的定义 1.1.2 操作系统的定义 狭义操作系统包含程序:核心态运行程序，用户态运行的命令解释器和系统调用库。 广义操作系统包含程序:除上述外，许多提供系统常用功能的实用程序，库程序。 因此，操作系统可以被定义为集如下三方面为一体的程序集合： （1）控制和管理计算机系统的硬件和软件资源； （2）合理的组织计算机的工作流程； （3）方便用户使用。 管理目标：使硬件、软件资源的利用率最高； 服务宗旨：给用户尽可能多的服务和最大的方便； 服务项目：程序界面—由系统调用命令组成，给用户编程提供方便；联机用户界面—由键盘命令、屏幕命令组成；脱机用户界面—作业控制命令。 1.1操作系统的定义 1.1.3 操作系统的发展 1．人工操作阶段 2．早期的批处理 3．多道程序系统 4．分时操作系统 5．实时操作系统 6．通用操作系统 1.2 操作系统的功能 1.2.1 操作系统在计算机系统中的地位及运行环境 1．操作系统在计算机系统中的地位 （1）计算机系统管理中心（相当于社会中的政府地位）； （2）最复杂最精确的人工开发的管理系统； （3）在计算机系统中不可缺少，如果缺少操作系统，用户不可能上机使用计算机资源。 2．操作系统运行环境 操作系统是一个众多程序模块的集合。根据运行环境，这些模块大致分为3类： 第1类是在系统初启时便与用户程序一起主动参与并发运行的，如作业管理程序、输入输出程序等。它们由时钟中断、外设中断所驱动。 第2类是直接面对用户态（亦称常态、或目态）程序的，这是一些“被动”地为用户服务的程序。这类程序的每一个模块都与一条系统调用指令对应，仅当用户执行系统调用指令时，对应的程序模块才被调用、被执行。系统调用指令的执行是经过陷入中断机构处理的。因此从这个意义上说，第2类程序也是由中断驱动的。 第3类是那些既不主动运行也不直接面对用户程序的、隐藏在操作系统内部的、由前2类程序调用的模块。既然前2类程序是由中断驱动的，那么第3类程序也是由中断驱动的。应当注意，操作系统本身的代码运行在核心态（亦称管态、特态）。从用户态进入核心态的惟一途径是中断。 1.2 操作系统的功能 1.2.2 操作系统的特征 操作系统具有五大特征，其中前两项是操作系统的基本特征，不具备这两项的管理程序不能被称为操作系统。 1．并发性 2．共享性 3．虚拟性 4．异步性 5．可重构性 1.2 操作系统的功能 1.2.3 操作系统的功能 从资源管理的角度看，操作系统主要 功能分四大模块，包括处理机管理，存储器管理，设备管理，文件、作业管理、通信事务管理。此外，为了方便用户使用操作系统，还给用户提供了一个友好的用户接口。 1.2 操作系统的功能 1.2.4 操作系统的结构设计模式 1．模块化结构 2．层次化结构 3．微内核OS结构 4．客户/服务器模式 5．对象模式 6．对称多处理模式 1.2 操作系统的功能 1.2.5 操作系统的设计规范 1．系统效率 系统效率是操作系统的一个重要性能指标。它包括资源利用率（高）、吞吐量（大）、周转时间（短）及响应时间（少）等。 2．系统可靠性 系统可靠性是指系统发现、诊断和恢复硬件与软件故障的能力。可以通过以下三个指标说明。 可靠性R(Reliability)：通常用系统的平均无故障时间MTBF(Mean Time Failures)来度量。指系统能正常工作的平均时间值。R越大，系统可靠性越高。 可维护性S(Serviceability)：通常用平均故障修复时间MTRF(Mean Time Repair Fault)来度量。指从故障发生到故障修复所需要的平均时间。S越小，系统可修复能力越强， 可维护性越高。可用性A(Availability)：指系统运行的整个时间内，能正