[文学研究]第二讲 计算机系统 - 北京大学计算机科学技术研究所.ppt

计算概论 计算概论 * * 北京大学 * 操作系统的功能 - 硬件管理 管理和分配系统资源 CPU 管理 存储管理 输入/输出（I/O）设备管理 * 北京大学 * 操作系统的功能 - 硬件管理 CPU 管理 – 多任务和多用户 对 CPU 的管理实际上就是对 CPU 工作时间的管理。CPU 时间是计算机中最重要的资源，因为 CPU 是计算机里最基本的工作部件。多任务操作系统就是指那些允许多个任务同时处在执行状态之中的操作系统。有些操作系统允许同时有多个用户使用同一台计算机，这种操作系统称为多用户操作系统。 * 北京大学 * 操作系统的功能 - 硬件管理 CPU 管理 — 独占 CPU芯片在每个时刻只执行一条指令，这意味着它在一个时刻只能为一个程序工作，一个程序要执行必须得到 CPU 的时间。如果某个程序占用了CPU进行计算，当另一个程序也要工作时，就必须设法使前一个程序让出CPU的一段时间。 * 北京大学 * 操作系统的功能 - 硬件管理 CPU 管理 – 分时 多任务操作系统的工作方式允许多个任务共享系统资源，这种情况要求 CPU“同时”执行多个程序的任务。既然 CPU 每个时刻只能执行一条指令，它怎么可能同时执行多个任务呢？ 时间片轮转：实际上这时 CPU 是在多个任务之间跳跃地执行——将CPU执行时间以毫秒计进行时间片划分，不同任务轮流占有不同的时间片。 * 北京大学 * 操作系统的功能 - 硬件管理 CPU 管理 – 优先级 在 CPU 时间分配问题上，有时也可以采用为不同类别得任务确定不同优先级别的办法。分配时间片时根据其优先级别和类别特点多分或少分，这样不同工作的进展速度也就可能不同。 * 北京大学 * 操作系统的功能 - 硬件管理 存储管理 存储管理是操作系统最主要的任务之一，这是因为在计算机中 CPU 对主存储器的访问极其频繁，主存向 CPU 提供指令和数据的速度在很大程度上决定着整个系统的工作效率。 * 北京大学 * 操作系统的功能 - 硬件管理 存储管理 – 内存分配 对于主存储器，操作系统必须知道这个物理存储空间中哪些位置已经被占用，哪些位置是空闲的，它必须对这些情况进行登记，在系统中的任务提出新的存储要求时进行存储分配，如果有任务放弃了某些存储空间时，就要及时将其回收。 最小的存储块大小为8个二进制位，称为一个字节(Byte)。 * 北京大学 * 操作系统的功能 - 硬件管理 输入/输出（I/O）设备管理 计算机管理输入/输出设备的方式 （P93） 程序中断控制：键盘、鼠标等慢速设备 DMA 芯片方式（Direct Memory Access ，直接存储访问）：磁盘等 专用的输入输出处理器（I/O 处理机）： 高速外连仪器、昂贵高速IO设备 输入/输出（I/O）的设备驱动程序 * 北京大学 * 操作系统的功能 – 监控 任务管理和监控 操作系统对计算机系统进行监控的目的一方面是为了更好地满足计算机用户的需求，另一方面也是为了尽量发挥整个系统的能力。 管理计算任务。 监测计算任务的执行。 检查用户的合法性及其权限。 建立系统运行记录。 …… * 北京大学 * 操作系统的功能：文件系统 文件的概念 在计算机的术语中，一个文件指的是 包装在一起的一组信息，这些信息保存在外存储器中，存储在一起，作为一个整体被命名，可以独立地被使用、修改、更新和删除。 一个文件通常总是和与它有关的某些 应用工作 联系在一起的。一个文件的内容可以是一个能运行的应用程序、一篇文章、一个图形、一段数字化的声音信号、或者任何一批相关的有用数据，如此等等。 文件的大小用这个文件所包含信息的 字节数 来计算。 * 北京大学 * 本讲小结 个人计算机的硬件组成及其性能指标 基本输入输出设备 通信设备 外围设备 个人计算机的软件系统组成 操作系统的地位 操作系统的引导 操作系统的功能 * 北京大学 * 书面作业 旧版教材第116页1(2) (4) (6) 新版教材第73页1(3) ，第193页1(1) (4)? 交作业的方式为将答案写在Word文件中，作为邮件的附件发给本班辅导老师。 计算概论 * 计算概论 计算概论 * 计算概论 计算概论 计算概论 计算概论 计算概论 计算概论 计算概论 计算概论 * 进入90年代以后，由于巨型机/大型机的制造技术向低端的计算机转移，导致这些分类之间的界限越来越模糊。 同时，网络技术的发展，特别是客户端-服务器模式的广泛应用，传统意义上的巨型机、大型机、中型机、小型机一般都会被作为网络环境中的服务器，来向数量众多的客户端计算机提供服务。 因此，现在商品市场上大量销售的计算机逐渐被划分为：服务器、工作站、台式个人计算机、便携式计算机和PDA等