第2章操作系统解说.ppt

第2章 操作系统 第2章 操作系统基础 2.1 操作系统概述 2.2 操作系统的功能模块 2.3 典型操作系统介绍 本章重点难点 重点: 1、操作系统概念 2、处理器管理 3、存储管理 难点： 1、操作系统功能模块 2、存储管理 2.1 操作系统概述2.1.1操作系统概述 操作系统（Operating System，OS）是一组控制和管理计算机软、硬件资源、为用户提供便捷使用计算机的程序的集合。 从系统管理人员的观点来看，操作系统是计算机资源的管理者。 从用户的观点来看，操作系统给用户使用计算机提供一个良好的界面 从发展的观点看，操作系统给计算机系统的功能扩展提供支撑平台，追加新的服务和功能时不影响原有的服务与功能。 为什么要有操作系统？ 从用户角度来看，计算机系统应该是一个稳定的、对用户友好、便于操作的平台。 操作系统的作用 操作系统的主要作用体现在两个方面： 一是管理计算机；OS用来更有效地管理和分配系统的硬、软件资源，使得其能够发挥更大的作用。 二是使用计算机；用户通过OS，无需了解计算机软、硬件的有关细节就能方便地使用计算机。 2.1.2操作系统的发展及分类 手工操作阶段 批处理阶段 分时系统 实时系统 网络操作系统 分布式操作系统 批处理阶段 简单批处理系统 每次只调用一个用户作业程序进入内存并运行,也称为单道批处理系统 多道批处理系统 多道：内存中同时存放几道相互独立的程序。 宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中 微观上串行：各道程序轮流地使用CPU，交替执行。 分时系统 把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。 实时系统 与其他普通系统之间的最大不同就是要满足处理和时间的关系 必须能够在一个事先定义好的时间限制内，对外部或内部的事件进行相应的处理 分布式操作系统 是一个被计算机网络共享的操作系统 通过通信网络将物理上分布的具有自治功能的数据处理系统或计算机系统互连起来，实现信息交换和资源共享，协作完成任务 它的优点是： 分布性。它集各分散结点计算机资源为一体，以较低的成本获取较高的运算性能。 可靠性。由于在整个系统中有多个CPU系统，因此当某一个CPU系统发生故障时，整个系统仍旧能够工作。 2.1.4操作系统的特性 并发性 在同一段时间内，宏观上有多个程序在同时运行。但每个时刻却仅有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替执行 共享性 系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使用 两种资源共享方式 互斥共享方式 同时访问方式 虚拟性 在操作系统中，所谓虚拟，是指把一个物理上的实体，变为若干个逻辑上的对应物。物理实体(前者)是实的， 而后者是虚的，相应地，用于实现虚拟的技术，称为虚拟技术。在OS中利用了多种虚拟技术，分别用来实现虚拟处理机、虚拟内存、 虚拟外部设备和虚拟信道等。 2.1.5 用户接口 OS为计算机硬件和用户之间提供了交流的界面。用户通过OS告诉计算机执行什么操作，计算机系统为用户提供执行各种操作的服务，并按用户需要的形式返回操作结果。用户和计算机之间的这种交流构成完整的、人机一体的系统，将这个系统称为用户接口。 随着OS功能不断的扩充和完善，用户接口更加人性化，呈现出更加友好的特性。 2.2 操作系统的功能模块 分为处理机管理 、存储管理、文件管理和设备管理 2.2.1 处理机管理 CPU是计算机系统中的核心硬件资源,CPU管理是指如何分配CPU时间 操作系统中资源分配的基本单位是进程,进程用来描述计算机程序执行过程 在一个多进程的操作系统中，一个时间段可以有多个进程并发执行 进程的概念(1) 程序的顺序执行 在计算机系统中只有一个程序在运行，这个程序独占系统中所有资源，其执行不受外界影响。 例如：进行计算。I:输入操作　C:计算操作　P:打印操作。在进行计算时，总是先输入用户的程序和数据，然后进行计算，最后将结果打印出来。 S1：a=100 S2：b=50 S3：c=a+b 语句S2必须在a被赋值后才能执行；S3也只能在b被赋值后才能执行。 (2) 程序的并发执行 在多道程序系统中，可以让多个程序同时在系统中运行，即两个或两个以上程序在计算机系统中同时处于已开始执行且尚未结束的状态。 2. 进程的特征与状态 进程定义如下： (1) 进程是程序的一次执行。 (2) 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。 (3) 进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 进程有三种基本状态，包括：就绪状态；执行状态； 阻塞状态 。 就绪状态是指一个进程已经具备运行条件，但由于没有获得C