操作系统-总复习概要.ppt

操作系统 第1章 引论 1.1 操作系统的概念 1.2 操作系统的发展史 1.3 操作系统的基本类型 1.4 研究操作系统的几种观点 1.5 操作系统的主要功能 1.6 操作系统的基本特征 1.7 操作系统的硬件环境 第1章 引论 1.1 操作系统的概念 一. 计算机系统 二.OS定义 定义1(教材): 操作系统是计算机系统中的系统软件，是能有效的组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够合理、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效的运行的一组程序模块的集合。 定义2(汤): 是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理对各类作业进行调度，以方便用户使用的程序集合。 三.操作系统的目标 方便性 有效性 可扩充 开放性 两个最重要目标：方便性，有效性 方便性：硬件只识别0和1这样的机器代码，用户要在没有OS的计算机上运行自己编写的程序，要使用机器语言。 有效性 (1)资源忙,从而得到有效的利用(无OS) (2)数据有序而节省存储空间 (3)合理组织计算机工作流程 改善资源利用率提高吞吐量 可扩充 要适应硬件与网络发展要求 应采用层次化结构 开放性 OS环境 单机—网络 要求设备能协同工作(对比APPLE) 遵循开放系统互连OSI国际标准 硬件与软件能彼此兼容，易于实现互连 四.OS作用 计算机资源的管理者 进程管理: 分配和控制处理机 存储器管理: 内存分配与回收 设备管理: I/O设备的分配与操纵 文件管理: 文件的存取共享和保护 命令方式 用户接口 系统调用 方式图形(窗口)方式 1.2 操作系统的发展史 1946-50年代,第一代 电子管时代 无OS 50年代末-60年代中期 第二代 晶体管时代 单道批处理系统 60年代中期 -70年代中期 第三代集成电路时代 多道批处理系统 70年代中期-至今 第四代大规模和超大规模集成电路时代 分时系统和实时系统 1.人工操作方式 方式:程序员先将纸带装好,再输入计算机,完毕后取下作业,换下一个作业，依次按上述步骤进行。 特点:(1)用户独占全机 (2)CPU等待人工操作 问题：人机矛盾极为突出 2.脱机(Off-Line)I/O方式 引入:为缓解CPU与I/O设备的速度差异 方式：进行预输入，先通过外围机将纸带上数据输入到磁带，CPU需要数据时再从磁带调入内存； 优点：提高了I/O速度，减少了CPU的空闲时间 二.单道批处理系统 过程：一批作业以脱机方式输入到磁带上，在监督程序的控制下连续处理。(监督程序为早期OS) 特征： (1)自动性：无需人工干预 (2)顺序性：按进入内存的先后顺序执行 (3)单道性：内存中只保持一道作业。 三.多道批处理系统 引入:为提高资源利用率和系统吞吐量。 多道程序设计:内存中同时存放多个 相互独立的程序。 多道批处理思想:各用户作业事先存放在外存上并排成队列，再由作业调度程序按照一定算法选择若干作业进入内存。 引入多道程序设计好处 提高CPU的利用率 正在运行的程序因I/O而暂停执行 时，系统调度另一道程序运行，保持 CPU处于忙碌状态； 可提高CPU，内存和I/O设备利用率 多道批处理特征 多道性 内存中有多道程序，可并发执行 无序性 完成时间与进入内存先后无关 调度性 作业从提交到完成经两次调度 (1) 作业调度 外存－ 内存 (选多个) (2) 进程调度 分配处理机 (选一个） 四.分时系统 产生动力： (1) 人－机交互(边运行边调试) (2) 共享主机 (设备昂贵,如图) (3) 便于用户上机(在终端输入,控制) 思想：将CPU时间分成很小的时间片。 定义：一台主机上连接了多个终端,同时允许多个用户通过自己的终端,以交互方式使用计算机,共享主机中的资源. 分时系统特征 多路性 即同时性，宏观上同时，微观上轮流执行 独立性 每个用户感觉独占主机 及时性 较短的时间响应 (2-3秒) 交互性 很好与用户交互 五.实时系统 1.3 操作系统的基本类型 批处理操作系统 分时操作系统 实时操作系统 个人计算机操作系统 多处理器操作系统 网络操作系统 分布式操作系统 1.5 操作系统的主要功能 处理器管理 存储器管理 设备管理 文件管理 作业管理 1.5.1 处理器管理 主要任务： 是对处理器的分配和运行实施有效管理。 在多道程序环境下，处理器的分配和运行都是以进程为基本