第1章 计算机操作系统概述1.ppt

操作系统：控制和管理计算机的各类软件和硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，方便用户使用的程序集合。（系统软件） 教学内容：操作系统概况、作业管理、进程管理（处理机管理）、存储管理、设备管理和文件系统。 教学学时、教学方式、学习方法、选用教材。 第1章 计算机操作系统概述 1.1 存储程序式计算机 1.2 操作系统的发展历史 1.3 操作系统的基本概念 1.4 操作系统的逻辑模型 1.5 微机操作系统 本章学习目标 操作系统的作用 操作系统的发展 操作系统的特征与功能 多道程序设计的概念 操作系统的模型 1.1 存储程序式计算机 1.1.1 存储程序式计算机的结构与特点 1.1.2 作为扩展计算机功能的操作系统 1.1.3 作为资源管理的操作系统 1.1.1 存储程序式计算机的结构与特点 存储程序式计算机模型的基本方案是，如要使计算机能够自动地计算，必须有一个存储器用来存储程序和数据；同时要有一个运算器，用以执行指定的操作；有一个控制器，以便实现自动操作；另外，辅以输入/输出部件，以便输入原始数据和输出计算结果。于是形成了现代计算机的基本组成形式。如图1.1所示。 1.1.1 存储程序式计算机的结构与特点 存储程序式计算机的特点:具有逻辑判断能力和自动连续运算能力,体现在集中顺序过程控制.即控制部件根据程序对整个计算机的活动实行集中过程控制,并根据程序规定的顺序依次执行每一个操作.它首先取原始数据,将中间结果保存起来,再取一个数据与中间结果一起又执行一个操作.如此下去.在有多个可能同时执行的分支时,也是首先执行完一个分支再执行第二个,直至完成计算. 1.1.2 作为扩展计算机功能的操作系统 一台完全无软件的计算机系统称为裸机，即便其性能再强，相对于用户来讲，如果要面对计算机的指令集、存储组织、I/O总线结构的编程则是十分困难的。对于一般程序员也并不想涉足硬件编程的种种具体细节，而希望针对数据结构抽象地使用硬件。如果我们在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，用户便可以利用这层I/O设备管理软件提供给用户的接口来进行数据的输入和输出，那么用户此时看到的计算机是一台功能强大、使用方便的计算机，但实际上，计算机的硬件丝毫没有变化，这样的计算机称为软件扩充的机器，或称软件虚拟机。 1.1.3 作为资源管理的操作系统 从作为机器功能扩充的观点看，操作系统是为用户提供基本的方便的接口，这是一种自顶向下的观点或是自内向外的观点。但是从用户向机器的观点或自底向上的观点来看，操作系统则用来管理一个复杂计算机系统的各个部分。现代计算机包含处理器、存储器、时钟、磁盘、终端、网络接口、打印机以及许多其他设备。从这个角度来看，操作系统的任务是在相互竞争的程序之间有序地控制对处理器、存储器以及其他I/O接口设备的分配。 1.2 操作系统的发展历史 1.2.1 无操作系统的计算机 1.2.2 单道批处理系统与多道批处理系统及执行系统 1.2.3 分时系统 1.2.4 实时系统 1.2.5 个人操作系统 1.2 操作系统的发展历史 1.2.6 网络操作系统 1.2.7 分布式操作系统 1.2.8 嵌入式操作系统 1.2.1 无操作系统的计算机(手工操作) 人工操作方式有以下两个缺点： （1）用户独占全部计算机系统资源。 （2）CPU等待人工操作。用户进行装带（卡）、卸带（卡）等人工操作时，CPU这个系统最重要的资源空闲。 1.2.2 单道批处理系统与多道批处理系统 所谓批处理系统是指加载在计算机上的一个系统软件，在它的控制下，计算机能够自动地成批地处理一个或多个用户的作业。 单道批处理系统(监控程序----操作系统的萌芽) 20世纪50年代晶体管的发明使计算机的可靠性和速度得到长足的发展.高级语言也迅速发展起来.1954年的 FORTRAN,1956年的ALGOL,到1958年COBOL的引入．而对于计算机的操作，则引入监控程序来管理作业． 　用户不再直接访问计算机，只需将用作业控制语句描述的作业说明，程序及数据存在卡片上交给操作员，由操作员将一批作业（说明书，程序，数据）输入计算机，监控程序选择作业并按说明书要求自动控制作业的执行．批处理有联机批处理和脱机批处理方式． 　早期出现的是联机批处理系统。如下图． 脱机批处理系统．如图１.4所示． 脱机批处理系统控制作业的输入/输出过程是：利用一台或几台微机或主机的卫星机，让它们从输入机上读取用户程序，并输出到磁带上；主机空闲时从输入磁带机上取作业运行，并把结果输出到高速输出磁带机上；当微机或卫星机空闲时，再控制向慢速外设上输出。 脱机批处理系统虽然实现了作业的自动选择、作业的缓输入与缓输出，但也有很多缺点。例如，为了实现主机与外设的并行操作，引入了卫星