百度、操作系统、第1章-绪论.ppt.ppt

第1章 绪论; 计算机发展到今天，从个人计算机到巨型计算机系统，毫无例外都配置一种或多种操作系统。;操作系统是什么？;计算机系统的组成;操作系统与计算机软硬件的关系;极品飞车 Windows Turbo C++ Word ForPro UNIX 自己编写的高级语言源程序 Turbo-ASM VI Linux;为什么需要操作系统？;操作系统的定义;1.2 操作系统的历史 操作系统是由于客观的需要而产生的，它伴随着计算机技术本身及其应用的日益发展而逐渐发展和不断完善。如今，它已成为计算机系统中的核心，无一计算机系统是不配置操作系统的。 操作系统历来跟运行其上的计算机组成与体系结构休戚与共（依赖硬件），因此各代计算机的操作系统具有不同的功能和特征。 ;1.2.1手工操作阶段 1946年—50年代末：第一代，电子管，无操作系统。计算机运算速度慢。;1.2.2 早期批处理(batch processing) 在计算机发展的早期阶段，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。作业由许多作业步组成，任何一步的错误操作都可能导致该作业从头开始。当时，计算机极其昂贵，计算机(CPU)的时间非常宝贵，尽可能提高CPU的利用率成为十分迫切的任务。 解决的途径有两个：首先，配备专门的计算机操作员，程序员不再直接操作机器，减少操作机器的错误。另一个重要措施是进行批处理，操作员把用户提交的作业分类，把一批中的作业编成一个作业执行序列。每一批作业将有专门编制的监督程序(monitor)自动依次处理。 早期的批处理可分为两种方式： （1）联机批处理 （2）脱机批处理;联机批处理：慢速I/O设备与高速主机直接连接 用户提交作业：程序、数据、作业说明书（用作业控制语言编写） 将作业穿孔成卡片，再将卡片盒交给操作员 操作员有选择地把若干作业合成一批，通过输入设备（纸带输入机或读卡机）输入 监督程序读入一个作业 从输入设备调入，编译、连接、运行、输出结果 返回4，再读入一个作业，直到一批作业完成 返回3，处理下一批;联机批处理 优点：解决了作业的自动转接，减少了人工操作时间 问题：作业输入和结果输出过程中，CPU处于等待状态;监督程序：管理作业的运行，完成作业的过渡。; 通道是一种专用处理部件，它能控制一台或多台输入输出设备工作，负责输入输出设备与主存之间的信息传输。它一旦被启动就能独立于CPU运行，这样可使CPU和通道并行操作，而且CPU和多种输入输出设备也能并行操作。 中断是指当主机接到外部信号(如输入输出设备完成信号)时，马上停止原来工作，转去处理这一事件，处理完毕后，主机回到原来的断点继续工作。 ;单道运行：每次只调一个用户作业程序进入内存并运行;1.2.3多道程序系统;例：设在内存中有三道程序A、B、C，并按A、B、C的优先次序执行，其内部计算和I/O操作时间如下表所示（单位：ms)。采用单道方式运行这三道程序（每次只能运行一个作业）。;若采用多道方式运行(一个I/O处理机)这三道程序,总的运行时间为: ;Q1：现有两道作业，其中一道可能存在的操作有：先计算19分钟，然后打印2分钟。另一道可能存在的操作有：先计算3分钟，然后打印16分钟。那么在单道程序系统中，两道作业的执行总时间至少为多少分钟？而在多道程序系统中，这一时间至少为多少分钟 ？ Q2：设在内存中有P1、P2两道程序，并按照P1、P2的次序运行，其内部计算和I/O操作的时间分别如下： P1：计算60ms ，打印 80ms，计算20ms P2：计算120ms，打印40ms，计算40ms 调度程序的执行时间不计，在多道批处理系统中，完成这两道程序比单道批处理系统节约的时间是（ ） A ．100ms B ．120ms C．160ms D．200ms ;多道程序评价 优点：资源利用率高：CPU和内存利用率较高 作业吞吐量大：单位时间内完成的工作总量大 缺点： 用户交互性差：整个作业完成后或中间出错时，才与用户交互，不利于调试和修改 作业平均周转时间长：短作业的周转时间显著增长;多道程序系统中，要解决这样一些技术问题： 并行运行的程序要共享计算机系统的硬件和软件资源，既有对资源的竞争，但又须相互同步。因此同步与互斥机制成为操作系统设计中的重要问题。 随着多道程序的增加，出现了内存不够用的问题，提高内存的使用效率也成为关键。因此出现了诸如覆盖技术、对换技术和虚拟存储技术等内存管理技术。 由于多道程序存在于内存，为了保证系统程序存储区和各用户程序存储区的安全可靠，提出了内存保护的要求。;含义：分时是指多个用户分享使用同一台计算机，分时共享硬件和软件资源。 多个用户分时：单个用