1-操作系统概论概论.ppt

* 从这个简单的例子可以看出，任何一个程序的运行只有借助于操作系统才能得以顺利完成，因此，从本质上说，操作系统是应用程序运行的基础设施。 * 因为操作系统这个术语越来越大众化，因此许多用户把他们在显示器屏幕上看到的东西理所当然的认为就是操作系统，例如Windows中的图形界面、IE浏览器、系统工具集等都算操作系统的一部分。但是，本书讨论的操作系统是指内核（Kernel）。用户界面是操作系统的外在表象，内核是操作系统的内在核心，它真正完成用户程序所要求的操作。 从图1.1可以看出，一方面操作系统是上层软件与硬件打交道的窗口和桥梁，另一方面操作系统是其它所有用户程序运行的基础。 计算机是系统的控制中心，是系统的大脑。CPU是计算机硬件的核心，是计算机系统的心脏；操作系统则是计算机软件的核心，是计算机系统的大脑，从而操作系统是整个系统的控制中心，是计算机或智能控制管理系统中首要的、最重要的、最复杂的系统软件。 操作系统的作用类似于城市交通的决策、指挥、控制和调度中心，它组织和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，在用户和程序之间分配系统资源，使之协调一致地、高效地完成各种复杂的任务。 在所有的系统软件中，操作系统是一种首要的、最基本、最重要的系统程序，也是最庞大、最复杂的系统软件。 * 在计算机出现的早期，硬件昂贵，没有操作系统。每一用户都要自行编写涉及到硬件的源代码。程序通过卡片装入到计算机，一次完成一个功能（计算、I/O、用户思考/反应），工作效率非常低。 * * 在计算机出现的早期，硬件昂贵，没有操作系统。每一用户都要自行编写涉及到硬件的源代码。程序通过卡片装入到计算机，一次完成一个功能（计算、I/O、用户思考/反应），工作效率非常低。 最早出现的操作系统是简单的单道批处理系统，它能串行执行预先组织好的一组任务。这种系统避免了原先系统只能一次运行一个任务，每个任务必须先装入，等执行完后才能装入下一个任务所浪费的装入时间，提高了系统效率。 但是程序运行到I/O操作期间，CPU总是需要停下来等待数据传输完成，而I/O操作时间比CPU处理数据时间要高出数倍（往往超过20倍以上），因此无形中浪费了大量宝贵的CPU时间，这样也使得任务组中后续程序执行被延迟了，因此如何避免数据传输等待所带来的时间浪费？能否在进行传输期间，解放CPU去执行别的任务？为解决这个问题，单道批处理系统进化到了多道批处理系统。所谓多道，就是说处理器（指单处理器系统）可以交错运行多个程序，在某个任务挂起时，运行另一个程序。这样一来，解决了CPU等待数据传输所浪费的时间，系统效率再次提高。当计算机所处理的任务不再仅仅局限于科学计算，而是越来越多涉及办公和日常活动时，程序在执行过程中常常就必须和用户不断交互，任务执行结果随时都会因为用户的选择而改变，而且往往要求多个用户可以同时使用系统。由于这种交互模式和共用模式需要任务响应时间尽可能地快（如果超过20秒，人的思维就容易被打断或变得不耐烦），为了让多个用户都满意，操作系统开始采用分时技术，将处理器的运行时间分成数片，均分或依照一定权重派发给系统中的用户使用，这种将处理器虚拟给多个用户共同使用的方法，不但可以满足快速响应，而且也可以使得所有用户产生计算机完全是在为自己服务的假像。上面给出了操作系统发展的几个主要阶段：单道批处理——多道批处理——分时系统，除此以外现在还出现了分布式操作系统，嵌入系统，不过总体技术思路仍然脱离不了多道、分时等概念。 * 在计算机出现的早期，硬件昂贵，没有操作系统。每一用户都要自行编写涉及到硬件的源代码。程序通过卡片装入到计算机，一次完成一个功能（计算、I/O、用户思考/反应），工作效率非常低。 最早出现的操作系统是简单的单道批处理系统，它能串行执行预先组织好的一组任务。这种系统避免了原先系统只能一次运行一个任务，每个任务必须先装入，等执行完后才能装入下一个任务所浪费的装入时间，提高了系统效率。 但是程序运行到I/O操作期间，CPU总是需要停下来等待数据传输完成，而I/O操作时间比CPU处理数据时间要高出数倍（往往超过20倍以上），因此无形中浪费了大量宝贵的CPU时间，这样也使得任务组中后续程序执行被延迟了，因此如何避免数据传输等待所带来的时间浪费？能否在进行传输期间，解放CPU去执行别的任务？为解决这个问题，单道批处理系统进化到了多道批处理系统。所谓多道，就是说处理器（指单处理器系统）可以交错运行多个程序，在某个任务挂起时，运行另一个程序。这样一来，解决了CPU等待数据传输所浪费的时间，系统效率再次提高。当计算机所处理的任务不再仅仅局限于科学计算，而是越来越多涉及办公和日常活动时，程序在执行过程中常常就必须和用户不断交互，任务执行结果随时都会因为用户的选择而改变，而