操作系统第一章操作系统发展.ppt

第1章 操作系统引论; 操作系统是随着计算机硬件技术、软件技术的发展而发展的。 目标：充分地利用资源 更好的提供服务; 控制台 一个用户; 一个用户独占计算机的全部资源, 资源利用率低,工作效率非常低。 每个用户都要自行编写涉及到硬件的源代码。工作量大, 难度高, 易出错, 需要大量人力和物力。 人机矛盾, 人低速与机器利用率。 CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾。 为了解决这两个矛盾出现了脱机I/O方式, I/O设备由外围机控制。; 1. 单道批处理 用户把程序(卡片)交给系统管理员,他把一批作业以脱机方式输入到磁带上,常驻监督程序(Moniter)对这批作业一个接一个连续处理。 批处理过程：重复进行 装入程序、运行、打印结果、撤出、; 2. 多道程序批处理系统 在磁盘上多个作业等待运行排成“后备队列”。 多道程序 – 内存中同时有多个作业。 -选择(调度)若干作业装入内存(存储管理)。 运行的作业遇到I/ O请求时, 切换(调度)至内 存中的另一个作业并运行之。 增加: 存储管理重定位保护,并发程序设计技术。 采用缓冲, DMA, 中断处理 优点: 多道程序共享资源,资源利用率高。 系统吞吐量大,资源保持忙,系统开销小。 缺点: 作业平均周转时间长,无交互能力。;单道： 用户程序 监督程序 I/O操作;特征 多道性: 内存同时驻留多道程序允许并发执行。 无序性: 作业完成顺序与进入内存顺序五严格对应关系。 调度性: 作业从提交到完成经两次调度。 作业调度、进程调度。; 硬件速度更快，人力较以前昂贵 分时系统的产生—用户需要 交互:所有用户看似独占全机,都能直接修改错 误,立即人--机交互 共享:多个用户用便宜终端,共享一台计算机。 方便:用户对自己的作业进行控制,调试方便。 分时系统是一台主机带多个终端,同时允许多个用户用终端,共享一台主机,每个用户都可以通过终端方便地以交互方式使用主机。;实现方法 作业直接进入内存。 不允许某作业长期占用处理机, 将响应周期分为很短的时间片, 在该周期内每个作业轮流执行一次(占一个时间片)。每个作业可以及时接收用户的命令和数据, 并能及时得到处理。; 具有“前台”和“后台”的多道分时系统 内存中同时存放多道作业, 道数和位置都不固定, 某些称为“前台区”存放按时间片调度的前台作业流, 其余道为“后台区”存放批处理作业流。 只有当前台调进调出或前台无可运行的作业时才运行后台作业。 既有分时系统多台终端共享主机交互性好, 又有多道批处理系统资源利用率高的优点。;分时系统的特点 多路性: 一台主机同时联接多个终端,系统按分时的原则为每个用户服务, 共享资源。 独立性: 用户各占一个终端, 感觉像独占主机 及时性: 用户请求能在容许的响应周期内及时获得响应,响应周期通常在3秒以内。 交互性: 用户通过终端与系统进行广泛的人机对话, 以请求系统提供多方面的服务。; 成功之例：;需要实时处理 实时控制：生产过程控制, 武器控制, 宇航自动控制。 实时信息处理：飞机订票系统, 情报检索系统, 期货、股票交易系统。 特征 实时系统除了与分时系统相似的特征外对系 统的及时性和可靠性要求更高。; 硬件非常便宜，人力昂贵 目标： 充分利用人和时间,个人计算雏形 CPU 便宜到可在每台终端上安装，功能强大有效, 成为大众的计算机 使OS回归简单 使用户再次与系统交互, 增强文件系统;随历史线索，介绍一些重要的操作系统 真空管时代(1946年-1955年) 晶体管时代(1955年-1965年) 集成电路时代(1965年-1980年) 大规模集成电路时代(1980年-至今);第一台数字计算机 英国数学家Charles Babbage(1792-1871)设计 他投入了毕生精力 但却没能让它成功地运行起来 因为当时的技术不可能达到需要的精度 当然，这个分析机没有操作系统;二战对武器设计的需要 美国、英国和德国等国家 开始了电子数字计算机的研究工作 哈佛大学的Howard Aiken 普林斯顿高等研究院的John Neuman（冯·诺依曼） 宾夕法尼亚大学的J.Presper Eckert和William Mauchley 德国电话公司的Konraad Zuse以及其他一些人 都使用真空管成功地建造了运算机器; ENIAC计算机 数万个真空管, 占地100平方米 运算速度：5000次