第一章 郑州轻工业学院 计算机操作系统——操作系统引论.ppt

操 作 系 统 张 旭 主讲 zhangxu@zzuli.edu.cn 办公室：计算机学院303 QQ 教材及参考书目 教材：计算机操作系统（第三版） 汤小丹 梁红兵 哲凤屏 汤子瀛 编著 西安电子科技大学出版社 主要参考资料 [1]西尔伯斯查兹《操作系统概念》高等教育出版社 [2] A. S.Tanenbaum《操作系统：设计与实现》 电子工业出版社 [3] H. M. Deitel《 操作系统原理基础》北京科学出版社 [4] 卢显良 《UNIX系统管理》 清华大学出版社 [5] 张尧学 史美林 《计算机操作系统教程》 清华大学出版社 [6] 庞丽萍 《操作系统原理》 华中科技大学出版社 第一章 操作系统引论 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 问题：你知道哪些操作系统？ OS Examples Dos Windows（微软） Unix （minix) Solaris Linux OS/x provided by IBM Macintosh (Mac) Netware 目前主流的计算机操作系统 Windows系列——微软公司 UNIX——1962年，贝尔实验室 Linux——1991年，芬兰赫尔辛基大学 1.1 操作系统的目标和作用 在计算机系统上配置操作系统主要目标与计算机系统的规模和应用环境有关。 1.1.1 操作系统的目标 有效性 方便性 可扩充性 开放性 1.1.2 操作系统的作用 1. OS作为用户与计算机硬件系统之间 的接口 2. OS作为计算机系统资源的管理者 3. OS实现了对计算机资源的抽象 1.2 操作系统的发展过程 自世界上第一台计算机ENIAC (1800平方英尺) 于1946年问世以来，计算机在运算速度、存储容量、外设功能、元件工艺及系统结构等方面都有了惊人的发展。 通常，人们按照计算机元件工艺的演变过程，将其发展划分为四个时代： 1.2.1 手工操作 手工操作过程： 先把程序纸带（或卡片）装上计算机 然后启动输入机把程序输入计算机 接着通过控制台开关启动程序运行。 计算完毕，打印机输出计算结果，用户卸下并取走纸带（或卡片）。 第二个用户上机，重复同样的步骤。 Early systems Early systems No OS! Programmer is also operator Large machines run from a console; programs loaded through switches and card readers 手工操作存在问题： 严重缺点： 用户一个个、一道道的串行算题，当一个用户上机时，他独占了全机资源，造成计算机资源利用率不高，计算机系统效率低下。 许多操作要求程序员人工干预，例如，装纸带或卡片、按开关等等。手工操作多了，不但浪费处理机时间，而且也极易发生差错。 由于数据的输入，程序的执行、结果的输出均是联机进行的，因而，每个用户从上机到下机的时间拉得非常长。 1.2.2 单道批处理系统(simple batch processing) 计算机发展的早期，没有任何用于管理的软件，所有的运行管理和具体操作都由用户自己承担，任何操作出错都要重做作业，CPU的利用率甚低。 解决的方法有两个： 批处理中的作业的组成 “批”的含义：供一次加载的磁带或磁盘，通常由若干个作业组装成，在处理中使用一组相同的系统软件（系统带）。 说明：通常，把计算机完成用户算题任务所需进行的各项工作称为一道作业 Simple batch systems Simple batch systems were the first real OS Setup time was a problem - hire an operator Operator ran related jobs together OS was a simple program stored in one part of memory Loads a single job from card reader into memory Transfers control from one job to the next 脱机批处理技术 当程序运行完毕或告一段落，CPU需要输出时，无须直接把计算结果送至低速输出设备 而是高速地把结果送到磁带上，然后再另一台外围机地控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，这就大大加快了程序的输出过程。其示意图如下图所示