计算机操作系统演示.ppt

计算机软件技术基础 操作系统（1） * 3.1 概述 操作系统的定义 操作系统的发展历史 操作系统的功能 操作系统的类型 计算机硬件系统的组成 显示器 键盘 CPU（处理机） 内存 计算机一般由：处理机（CPU）、存储器及I/O设备组成。 问题：如此多而复杂的硬件，用户如何控制和使用呢？ 为计算机配置操作系统！ 1. 操作系统的定义 应用程序 用户程序 操作系统虚拟机 操作系统 裸 机 操作系统的地位 1. 裸机的使用是不方便的； 2. 在裸机之上装配一些基本的控制软件，让这些软件自动完成基本功能； 3. 在这些软件的基础之上进行扩充和完善，提供给用户所要求的功能。 操作系统是：紧靠硬件的第一层软件 什么是操作系统？ 操作系统是计算机系统中 直接控制和管理 各种软硬件资源， 以方便用户 充分而有效地利用这些资源的 程序的集合 ④ 实体 ②对象 ③目标 ① 手段 操作系统的目标 方便性：提供给用户易用统一的手段 有效性： 有效地控制各种软硬件资源，使之得到充分利用 保持忙碌和有序占用 合理组织系统工作流程，改善系统性能 提高系统效率 为用户方便的使用计算机提供良好的环境 提高用户使用效率 可扩充性：模块化，易添加和修改 开放性： 对应用程序最大可能的提供开放统一的环境 应用程序能方便地移植和互操作 操作系统的作用 作用1：向用户提供接口 作用2：管理系统资源 操作系统是位于用户和计算机系统之间的接口 从用户角度：用户可以通过各种接口，获得访问、使用系统资源的能力； 从系统角度：系统在有序管理计算机硬件系统前提下，向用户提供调用接口。 处理机管理：纪录处理机状态，按策略分配处理机； 存储器管理：纪录存储器使用情况，按策略分配，保护信息不受破坏； I/O管理：按要求和策略分配设备，优化设备调度，提高设备使用效率； 信息管理：以文件方式组织信息。方便的查询和保护。 2. 操作系统的发展历史 从 人工操作 到 机器自动处理 人工操作缓慢 机器按照事先编辑好的过程完成任务的转换 无操作系统 从 联机I/O 到 脱机I/O CPU速度迅速提高而I/O设备依然缓慢， CPU化大量时间等待设备 输入输出在外围机控制下进行 从 单道程序处理 到 多道程序同时处理 监督程序 执行系统 操作系统 标志着操作系统形成的两大技术（1） 1) 多道程序设计技术 定义： 多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，它们在管理程序的控制下相互穿插地运行。 特征： 多道——主存中同时存放几道相互独立的程序； 宏观上并行——几道程序都处于运行过程中，从用户的角度来看，它们在同时推进； 微观上串行——任意一个时刻，只能有一个程序占有处理机，从处理机的角度来看，多道程序轮流使用处理机，它们是交替推进的。 单道程序系统 用户程序 监督程序 I/O操作 I/O中断请求 I/O完成 t1 t2 多道程序系统 程序A 程序B OS调度 I/O A I/O B t1 t2 并行 并行 程序A和B都得到了推进，并发 2) 分时技术 标志着操作系统形成的两大技术（2） 把CPU响应时间分成若干个小时间单位（时间片）轮流分配给各个联机用户使用。如果一个用户程序在分配给它的时间片内没有完成，则暂时中断执行，等待下一轮计算。 t 作业1 2 3 1 2 3 问题背景：联机工作方式 让用户通过控制台（终端）直接操作、控制自己程序运行的操作方式称为联机工作方式。 但是如何让一台计算机同时为多个用户服务，而且还能让每个用户都觉得自己是在独占这台计算机呢？ 3. 操作系统的功能 用户接口：提供用户使用计算机资源的方式，包括人机交互方式（命令方式）和从程序中调用计算机资源的方式（系统调用方式）。 资源管理功能 处理机管理 存储器管理 设备管理 软件资源管理（文件系统） 处理机管理 一般的计算机中只有一个处理机，处理机是计算机系统中竞争最为激烈的资源。处理机管理负责处理机的调度、分配、回收。保证处理机能得到充分的利用。 存储器管理 存储器管理特指对内存资源的管理。程序必须进入内存才能运行，因此内存也是计算机系统中的紧俏资源。存储器管理功能有：内存分配与回收、地址映射、存储保护、内存的扩充。 设备管理 负责计算机系统中除CPU和内存外的所有外部设备的管理，包括：设备分配、设备传输控制、设备无关性。 软件资源管理（文件系统） 负责管理系统中的所有程序、数据以及文档资料等信息。这些信息以文件的形式存在，因此软件资源管理也称文件系统。主要功能包括：文件存储空间管理、文件目录管理、文件控制管理。 4. 操作系统的类型 1）批量操作系统 背景