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第一章 操作系统引论 一、 什么是操作系统 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。 解释：资源的概念 被计算机系统工作时所引用的一切客体都称为资源。这里所说的客体可能是处理机、设备、内存、外存等硬件，也可能是程序、数据、信息等软件。 为了资源可以被引用，资源都有名字。控制资源的使用，有两条资源管理命令：申请资源和释放资源。我们约定：申请命令在程序使用资源前发出，如果所申请的资源可以使用，则程序可立即得到该资源的使用权，称为程序占有该资源或把这个资源分配给申请它的程序。释放命令在程序使用资源后发出，表示程序放弃对于资源的使用权，称为程序释放该资源或把这个资源由占有它的程序处收回。 操作系统需要管理的资源一般多是下面三种类型： 单一资源--由一个资源实体组成的资源。如一台打字机、一台处理机等。根据单一资源被占用的情况，分为“空闲”和“工作”两个状态。 有限资源--由若干个相同的单一资源组成的资源集合。它的使用限制与集合中元素的个数有关，它可以被多次占用，也可以被不同的程序同时占用。如内存是由多个单一资源即单元构成的，是有限资源。 无穷资源--由无限多个相同单一资源组成的资源集合。如果有限资源中的元素个数多到充分够用，可以看作由无穷多个单一资源所组成。如当内存的容量无限大时，可以看成是无穷资源。 二、 操作系统的主要功能 操作系统主要有五大功能： 存储器管理——内存分配、地址映射、内存保护和内存扩充。 处理机管理——作业和进程调度、进程控制和进程通信。 设备管理——缓冲区管理、设备分配、设备驱动和设备无关性。 文件管理——文件存储空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制。 用户界面管理——命令界面、程序界面和图形界面。 三、 操作系统的特征 操作系统的特征就是：并发、共享、异步性。其中，并发是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行，注意，这是一个宏观上的概念。共享是指计算机系统中的资源被多个任务使用，例如共享内存、打印机等。异步与同步的概念相反，表示各程序在执行过程中“走走停停”的性质。 四、 操作系统的类型 一般来说，把操作系统分为如下几个类型： 多道批处理系统、分时系统、实时系统、个人机系统、网络操作系统和分布式操作系统。 其中前三种是操作系统的常用分类，随着个人计算机时代的到来，以及计算机技术与通信技术的结合，才形成了个人机系统和网络操作系统，而分布式操作系统是比网络操作系统层次更高的操作系统，它使得网络用户在使用网络资源时，不需了解网上资源的位置，如同使用本地资源一样方便、快捷，这是分布式操作系统与网络操作系统的根本差别。这一节要弄清“分时”和“实时”的概念，分时系统和实时系统的使用特点及应用领域。 五、 操作系统的用户界面 操作系统的用户界面是操作系统与使用者的接口，现代操作系统通常提供三种界面：命令界面、图形界面和系统调用界面 以UNIX操作系统为例，它提供了上述三种用户界面。 UNIX命令的格式：? 命令名? [选项]?? [参数] 例如：$ ls –l /user 命令中，ls是命令名（列文件目录），–l为一个选项(表示以长格式显示)，/user为一个参数（表示显示user下的文件）。 SCO UNIX的图形界面，请参考教材28页。 系统调用是操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口。在UNIX系统中，系统调用以C函数的形式出现的。它只能在C程序中使用，不能做为命令在终端输入。 六、 操作系统的发展历程 计算机从诞生至今的50多年里，计算机操作系统从无到有，经历了手工操作阶段、早期批处理阶段、多道批处理阶段，进而形成了分时、实时、个人机、网络、分布式以及多处理器等多个种类的操作系统。这里要知道“批处理”、“多道”的含义，理解其设计思想。 七、 操作系统的体系结构 操作系统是一个系统软件，为各种应用程序提供服务。这样一个大软件，它的结构一般有三种：单块结构、层次结构和微内核结构。 八、教学要求 (1) 牢固掌握操作系统的定义：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。 记忆要点： ●操作系统是什么——是核心系统软件； ● 操作系统管什么——控制和管理系统内各种资源； ● 操作系统有何用——扩充硬件功能，方便用户使用。 (2) 牢固掌握操作系统的五大主要功能：存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理、用户接口管理。 (3) 清楚地了解操作系统所处的地位：是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的基础。 (4) 记住操作系统的基本特征：并发、共享和异步性。 理解模拟：并发——“大家都前进了”； ????????? 共