计算机操作系统_01操作系统引论.ppt

计算机操作系统 第一章 操作系统引论 教学目的与要求： 1. 了解操作系统的历史、现状及发展趋势 2. 掌握操作系统的特征、作用和功能 3. 了解OS/2操作系统的主要性能 重点与难点： 1. 操作系统的基本概念 2. 多道程序设计的概念 3. 操作系统的特征、作用与功能 * 主要内容： 1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特性 1.4 操作系统的主要功能 1.5 操作系统的结构设计 1.6 作业 * 1．计算机系统的组成 任何一个计算机系统都是由硬件系统和软件系统两部分组成。 硬件系统：CPU、存储器、I/O系统等 软件系统：系统软件，如操作系统、多种语言处理程序( 汇编和编译程序等 )、连接装配程序、系统实用程序、多种工具软件 应用软件，是为多种应用目的而编制的程序。 1.1 操作系统的目标和作用 * 裸机与虚拟机： 没有任何软件支持的计算机称为裸机，它仅仅构成了计算机系统的物质基础，而实际呈现在用户面前的计算机系统是经过若干层软件改造的计算机，称为虚拟机。 图1.1 计算机组成图示 * 2．计算机系统的构成方式（见图1.1） 硬件与软件以及软件与软件之间形成一种层次结构。裸机在最里层，它的外面是操作系统，经过操作系统的功能扩展而改造成为功能更强、使用更为方便的虚拟机，而各种实用程序和应用程序运行在操作系统之上，它们以操作系统作为支撑环境，同时又向用户提供完成其作业所需的各种服务。 3．操作系统的地位 是最重要的系统软件,是其他软件的支撑环境 4．操作系统的作用 (1)用户角度: 是用户与计算机硬件系统之间接口 * (2)资源管理角度 是计算机资源的管理者，具有处理机管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理等几大功能 (3)扩充机器角度: 是硬件的功能扩充，是一个虚拟机 5．操作系统的目标：主要从四个方面来考虑 方便性：既方便用户使用，给用户使用计算机提供一个良好的界面，以使用户方便地使用计算机而无需了解许多细节。 有效性：即充分而有效的利用资源，提高计算机系统的工作效率 可扩充性：给计算机系统的功能扩展提供支撑平台，使 * 之在追加新的服务和功能时更加容易和不影响原有的服务与功能。 开放性：计算机技术发展突飞猛进，各种硬件与软件层出不穷，要求计算机操作系统具有良好的开放性，提供统一的开放环境。 6．操作系统的概念 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。 * 一． 推动操作系统发展的动力，主要表现为四个方面 1.不断提高计算机资源利用率的需要 2.方便用户 3.器件的不断更新换代 4.计算机体系结构的不断发展 二． 操作系统的发展历程 按照器件工艺的演变把计算机发展过程分为四个阶段： 1946年—50年代末：第一代，电子管时代，无操作系统。 50年代末—60年代中期：第二代，晶体管时代，批处理 1.2 操作系统的发展过程 * 系统。 60年代中期—70年代中期：第三代，集成电路时代，多道程序设计。 70年代中期至今：第四代，大规模和超大规模集成电路时代，分时系统。 现代计算机正向着巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几个方面发展着。 适应计算机发展过程，操作系统经历了如下的发展过程： 1.无操作系统时代 2.单道批处理系统 特点：自动性、顺序性、单道性 3.多道批处理系统 * （1）多道程序设计的概念：把一个以上的作业（程序）存放在主存中，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。 （2）多道程序设计的优点 提高CPU的利用率； 提高内存和I/O设备的利用率； 增加系统吞吐量。 （3）多道批处理系统的特征 脱机操作、成批处理、多道性、无序性、调度性 （4）多道批处理系统的优点、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 * 图1.2 单道程序运行与多道程序运行的比较 * 4.分时操作系统 所谓分时技术，就是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。 （1）分时操作系统产生原因： 人机交互的需要 共享主机的需要 便于用户上机的需要 （2）实现关键：及时响应并处理，要求计算机系统有较快的运算速度 （3）实现方法：通常有三种 单道分时系统、多道分