122 单道批处理系统 - 点.PPT

OS是什么 OS的功能和目标 OS的发展和分类 研究OS的几种观点 1.1 操作系统是什么 计算机中资源的数量多，种类多 CPU，MEMORY，DISK，PRINTER，… OS在计算机系统中的位置 1.1 操作系统是什么 OS作为用户/计算机接口（用户观点）（ 命令方式、程序调用方式） 大型机或小型机的用户：目的是使资源利用率最大，使CPU、I/O设备和内存都得到利用。 工作站用户：个人可用性和资源利用率的折中 个人计算机：个人可用性。 OS作为资源管理者（系统观点） 处理器管理(CPU) 存储器管理(Memory) 文件管理(File) 设备管理(Device) 1.1.1 OS作为用户/计算机接口－用户观点 OS为程序员屏蔽了硬件细节，并为程序员使用计算机提供方便的接口（中介），目的是方便用户使用。 程序运行：指令、数据加载到内存、初始化I/O设备 访问I/O设备：OS提供统一的硬件设备访问接口，隐藏各硬件设备的技术细节 控制访问文件：文件的访问与磁盘等I/O设备有关，不同的文件系统的组织结构、不同的文件访问保护机制 系统访问：对公共系统资源的访问提供保护、竞争等功能 错误检测和统计：OS对系统中出现的各种错误（硬件错误/软件错误等）进行响应（中止/重试)、报告给应用程序。对响应时间等进行统计，便于将来调整与增强系统功能 1.1.2 OS作为资源管理者－系统观点 1.1.2 OS作为资源管理者－系统观点 管理的对象 CPU管理：完成处理机资源的分配、调度、进程管理 存储管理：存储分配与回收、存储保护、内存扩充(虚拟存储)。提高利用率、提供足够的存储空间、方便进程并发运行。 文件管理：如何存放信息，以提高空间利用率和读写性能。目录管理、文件的读写管理和存取控制： 设备管理：方便的设备使用、提高CPU与I/O设备利用率。设备分配与回收、缓冲区管理。 管理的内容 资源的当前状态（数量和使用情况） 资源的分配、回收和访问操作 相应管理策略 操作系统的定义 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合—— 它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软、硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行。是计算机与用户之间的接口。 1.1.3 操作系统举例 Microsoft OS: Windows 2000/XP ，Windows NT, Windows 9x ,MS Windows 3.x, DOS UNIX: BSD, SRV4, OSF1, SCO UNIX, AIX, Solaris Linux：Red Hat、Ubuntu NOS: Novell Netware RTOS: VxWorks, pSoS 1.1.4 OS的设计目标 方便：OS使计算机更易于使用，提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系统的类型和数量差别----用户的观点 有效：OS以更有效的方式使用计算机系统资源，管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计算机的工作流程---系统管理人员的观点 扩展的能力：进一步有效地开发、测试和引进新的系统功能:硬件的类型和规模、操作系统本身的功能和管理策略、多个系统之间的资源共享和互操作 1.2 OS的发展－主要动力 推动OS发展的主要动力 提高资源的利用率和系统性能：计算机发展的初期，计算机系统昂贵，用作集中计算 方便用户，提供新的服务 ：为适应用户的新需求，扩展OS以提供新的服务。 器件的发展，硬件升级和新型硬件的出现：CPU的位宽度（指令和数据），OS都应能适应。 纠正错误：任何一个操作系统都有错误，在使用一段时间后发现了错误就需要进行纠错。 操作系统的发展过程 早期的计算机 1.2.1 手工操作阶段(1) 1.2.1 手工操作阶段 无操作系统：由手工控制作业的输入输出,通过控制台开关启动程序运行。 用户：既是程序员，又是操作员，要求用户是计算机专业人员； 编程语言：为机器语言；通过在一些插板上的硬联线来控制其功能。 输入/输出：纸带或卡片 1.2.1 手工操作阶段 计算机的工作特点 用户独占全机：资源独占－资源利用率低（单用户方式）； CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；人工控制程序的执行；计算完成后，手工卸取纸带或卡片－－CPU利用率低； 程序设计直接编制二进制目标程序 输入输出设备主要是纸带和卡片 程序员上机必须预约机时， 程序员自己上机操作 程序的启动与结束处理都以手工方式进行 程序员的操作以交互方式进行(控制台) 程序执行过程得不到任何帮助 1.2.1 手工操作阶段 主要矛盾 人工调度：计算机处理能力的提高与手工操作的低效率（造成