第2章计算机操作系统.ppt

计算机技术应用基础 第2章 计算机操作系统 2.1 操作系统的发展简况 2.2 操作系统的主要功能 2.3 Windows系统的使用 2.4 其他操作系统简介 2.1 操作系统的发展简况 2.1.1 无操作系统的计算机系统 2.1.2 单道批处理系统 2.1.3 多道批处理系统 2.1.4 分时系统 2.1.5 实时系统 2.1.6 操作系统的进一步发展 2.1.1 无操作系统的计算机系统 人工操作方式 用户(计算机专业人员)：程序员，又是操作员 编程语言：机器语言 输入输出：纸带或卡片 缺点： 用户独占全机：不出现资源被其他用户占用情况，资源利用率低； CPU等待人工操作：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低。 2.1.2 单道批处理系统 单道批处理系统只是OS的前身而并非真正意义上的OS。旨在提高系统资源利用率和系统吞吐量。 主要特征 自动性：自动逐个执行，无须人工干预； 顺序性：按特定的顺序依次执行各作业； 单道性：每次只能执行一道作业。 ? 2.1.3 多道批处理系统 当一个作业等待I/O操作时，另一个作业可以使用CPU 特征 资源利用率高 平均周转时间长 无交互能力 2.1.4 分时系统 多个用户分享使用同一台计算机。多个程序分时共享硬件和软件资源。 将处理器的时间分成很短的时间片,每个用户依次轮流使用时间片 分时系统的特征 独立性：各用户独立操作 及时性：用户所能接受的等待时间 交互性：人机对话 2.1.5 实时系统 系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行。 2.1.6 操作系统的进一步发展 1、微机操作系统 单用户单任务操作系统：MS-DOS 单用户多任务操作系统：Windows 多用户多任务操作系统：UNIX 2、嵌入式操作系统 实时操作系统 非实时操作系统：PDA、移动电话… 手机嵌入式操作系统 Symbian OS：Nokia Linux OS：摩托罗拉V8、诺基亚N900 Windows Mobile OS：多普达 Palm OS：Palm Treo600、680 2.2 操作系统的主要功能 2.2.1 处理机管理 2.2.2 存储器管理 2.2.3 设备管理 2.2.4 文件管理 2.2.5 操作系统与用户之间的接口管理 2.2.1 处理机管理 程序：由程序员编写的一组稳定指令，存于外存中 作业：从程序被选中执行到其运行结束并再次成为程序的这段过程中，程序被成为作业 进程：正在执行的程序 线程：进程中的一个实体 例如：当在一台PC上同时用两个不同的QQ号登录时，每一个QQ是一个进程；而当在一个QQ上和多人同时聊天时，每一个聊天窗口就是一个线程。 2、状态图 就绪状态：当进程已分配到除CPU以外的所有必要资源后，只要在获得CPU，便可立即执行；可多个 执行状态：进程已获得CPU，其程序正在执行；单处理机环境下只有1个 阻塞状态：正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时，便放弃处理机而处于暂停状态；可多个 进程的状态转换图 3、调度 三级调度 作业调度：一般用于批处理系统，用于决定把外存上后备队列中哪些作业调入内存，并分配资源、创建进程。 进程调度：决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机。每种类型的OS中，都必须配置进程调度。 中级调度：将那些暂时不能运行的进程从内存中调换至外存上去等待；当这些进程重又具备运行条件且内存又稍有空闲时，由中级调度来决定把外存上的哪些具备运行条件的就绪进程，重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上等待进程调度。 4、进程同步 司机与售票员的任务 进程同步 司机与售票员的同步 死锁 多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进 死锁举例 设系统有一台打印机和一台扫描仪，进程A、B并发执行，在某时刻T，进程A和B分别占用了打印机和扫描仪。在时刻T1(T1T)，A又要申请扫描仪，但扫描仪被B占用，A只有等待。在时刻T2(T2T)，B又申请打印机，但打印机被A占用，B只有等待。 产生死锁的必要条件 互斥条件：进程对所分配到的资源进行排它性使用。 请求和保持条件：进程在等待一新资源时继续占有已分配的资源。 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺。 环路等待条件：存在一种进程的循环链，链中的每一个进程已获得的资源同时被链中的下一个进程所请求。 2.2.2 存储器管理 （1）单一连续分配 最简单的一种存储管理方式，但只能用于单用户、单任务的OS中 采用这种存储管理方式时可把内存分为: 系统区：仅提供给OS使用，通常是放在内存的低址部分 用户区：提供给用户使用 （2） 固定分区分配 把