第4章操作系统.pptx

我们毕业啦 其实是答辩的标题地方 大学计算机基础 计算机科学与技术学院 计算机基础教学部 6/14/2017 太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部 2 计算机发展到今天，从个人计算机到巨型计算机，无一例外都配置有一种或多种操作系统，操作系统在计算机中占据了特别重要的地位，而其他诸如汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件，都将依赖于操作系统的支持，取得他的服务。 6/14/2017 太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部 3 4.1 操作系统概述 4.2 操作系统对不同资源的分工管理 4.3 Windows操作系统 本章总结 第四章 操作系统基础 6/14/2017 太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部 4 4.1 操作系统概述 6/14/2017 太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部 5 4.1 操作系统概述 4.1.1 操作系统的基本概念 4.1.2 操作系统的形成与发展 4.1.3 操作系统的基本类型 4.1.4 操作系统的组成与特征 4.1.5 典型操作系统简介 6/14/2017 太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部 6 2．操作系统的定义 4.1.1 操作系统的基本概念 1．操作系统是计算机硬件功能的扩展 计算机系统拥有丰富的硬件资源和软件资源。没有任何软件支持的计算机称为裸机，安装了操作系统的计算机通常称为虚拟机。 操作系统（OS，Operating System）是管理和控制计算机硬件和软件资源，合理组织计算机工作流程并方便用户使用计算机的程序集合，是一种系统软件。操作系统的性能在很大程度上决定了整个计算机系统的性能。 6/14/2017 太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部 7 4.1.2 操作系统的形成与发展 1．操作系统发展的初级阶段  当时没有程序设计语言，更没有操作系统，程序员使用机器语言编程， 用纸带或卡片输入机将程序和数据输入计算机。如图4.3所示为程序纸带。 20世纪50年代中期以前，以电子管为主要元器件的第一代计算机，运算速度慢，计算机由主机、输入设备（如纸带输入机、卡片阅读机）、输出设备（如打印机）和控制台组成，如图4.2所示。 6/14/2017 太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部 8 4.1.2 操作系统的形成与发展 1．操作系统发展的初级阶段  这工作方式的主要特点是，用户在上机时独占全部计算机资源，既是程序员，又是操作员，上机完全是手工操作，过程非常繁琐，要求用户熟悉计算机各部分细节，计算机资源利用率很低，工作效率也非常低，计算机使用不方便，且容易出错。 如表所示为手工操作时间与机器有效运行时的关系，可见“人-机矛盾”的严重性。 机器速度 手工操作时间 程序处理所需时间 手工操作时间与机器有效运行时间之比 1000次/秒 5分钟 1小时 1:12 6万次/秒 5分钟 1分钟 5:1 为了解决 “人-机矛盾”，必须摆脱手工操作，实现作业的自动过渡。人们编制了一个小的核心代码，它常驻主存，称为监督程序。这个监督程序就是操作系统的萌芽。 6/14/2017 太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部 9 （1）早期批处理 监督程序实现了作业的成批处理，I/O工作由CPU直接控制，这样的系统称为（早期）联机批处理系统。 早期的联机批处理，同手工操作相比，计算机的使用效率提高了，但存在的问题是作业从输入机到磁带、由磁带调入主存、结果的输出打印都是由中央处理机直接控制。 例如：一台120行/分的打印机，打印一行需500ms，CPU速度为几百万次/秒，CPU在500ms可执行近百万条指令，即CPU控制打印一行，相当于少执行近百万条指令，影响了CPU的效率。为了克服这一缺点，在批处理系统中引入了脱机I/O技术，从而形成了脱机批处理系统。 6/14/2017 太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部 10 （2）脱机批处理 脱机批处理系统由主机和卫星机组成，如图所示。主机负责计算，卫星机（功能较弱，价格较低）负责I/O工作。卫星机只与外设相连，不与主机直接连接，因而称为脱机批处理系统。 （3）执行系统 　　脱机批处理系统实现了作业的自动过渡，提高了系统的处理能力，但也存在着一些缺点。首先是磁带需要人工拆卸，极其不方便；其次是系统保护问题越来越突出。 20世纪60年代初期，硬件技术的发展出现了通道和中断，这两项重大成果导致操作系统进入执行系统阶段。 6/1