操作系统-第1章_引论合编.ppt

操作系统（第3版） 第1章 引论 第1章引论 1.1 操作系统的概念 1.2 操作系统的形成与发展 1.3 研究操作系统的几种观点 1.4 操作系统的功能与特征 1.5 操作系统的硬件环境 1.1 操作系统的概念 计算机系统 -- 硬件(子)系统 计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种计算机部件和计算机设备。 这些部件和设备依据计算机系统结构的要求构成的有机整体，称为计算机硬件系统。计算机硬件系统主要由运算器、内存储器、控制器、输入输出控制系统、辅助存储设备等功能部件组成。 -- 软件(子)系统 软件是计算机系统中的程序和有关的文件。程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述；文件是为了便于了解程序所需的资料说明。 1.1 操作系统的概念 按照应用的观点，软件可分为 系统软件 位于计算机系统中最靠近硬件的一层，其他软件一般都通过系统软件发挥作用。如编译程序和操作系统等。 支撑软件 即支撑其他软件的编制和维护的软件。主要包括各种接口软件和工具组。 应用软件 特定应用领域专用的软件，例如字处理程序。 1.1 操作系统的概念 计算机系统的层次结构 最下面是硬件系统；最上面是使用计算机的人，即各种各样的用户；人与硬件系统之间是软件系统。系统软件是最靠近硬件的一层，其次是支撑软件和应用软件。 1.1 操作系统的概念 计算机组织 研究和建立计算机各功能部件间的相互连接和作用，完成各个功能部件内部的逻辑设计等是逻辑实现的内容 ，称为计算机组织；把逻辑设计深化到元件、器件级，则是物理实现的内容 ，称为计算机实现。现在统称为计算机组织。 1.1 操作系统的概念 什么是操作系统 操作系统的地位 操作系统实际上是一个计算机系统中硬、软件资源的总指挥部。 操作系统的定义 操作系统定义 是计算机系统中的一个系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。 1.1 操作系统的概念 操作系统主要有两方面的作用 1、管理系统中的各种资源，包括硬件资源和软件资源 2、为用户提供良好的界面 操作系统的目标 方便性、 有效性、 可扩充性、 开放性 1.2 操作系统的形成与发展 操作系统形成 无操作系统时的计算机系统 人工操作方式 由用户(即程序员)采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统缺点：用户独占全机、CPU等待人工操作 脱机输入输出方式 程序和数据的输入输出都是在外围机的控制下完成 优点：减少了CPU的空闲时间、提高I/O速度 1.2 操作系统的形成与发展 单道批处理系统 系统对作业的处理都是成批地进行的、且在内存中始终只保持一道作业，故称为单道批处理系统。 特征： 自动性 顺序性 单道性 1.2 操作系统的形成与发展 多道批处理系统 多道程序设计的基本概念 把一个以上的作业(程序)存放在内存中，并且同时处于运行状态，共享处理机时间和外部设备等其他资源的方法。 优点： 提高了CPU的利用率 提高了内存和I/O设备的利用率 增加系统吞吐量 1.2 操作系统的形成与发展 多道批处理系统的特征 －多道性 －无序性 －调度性:作业调度和进程调度 多道批处理系统的优缺点 －优点：资源利用率高、系统吞吐量大 －缺点：平均周转时间长、无交互能力 多道批处理系统需要解决的问题 －处理机管理问题 －内存管理问题 －I/O设备管理问题 －文件管理问题 －作业管理问题 1.2 操作系统的形成与发展 分时系统 分时系统的产生 人－机交互、共享主机、便于用户上机 分时系统实现中的关键问题 及时接收、及时处理 分时系统的实现方法 －作业直接进入内存 －规定每个程序只运行一个时间片的时间 具体方法有以下几种：单道分时系统、具有“前台”和“后台”的分时系统、多道分时系统 1.2 操作系统的形成与发展 分时系统的特征 - 多路性 - 独立性 - 及时性 - 交互性