操作系统基础1.ppt

为什么学习操作系统? 设计操作系统或者修改现有的系统 存在人们意识不到的大量“操作系统”。嵌入式系统(Embedded OS） 加深对使用的OS的理解，有利于深入编程 用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道 编程时借鉴操作系统的设计思想和算法 操作系统中所用的许多概念和技巧可以推广应用到其他领域 选择购买操作系统 我们并不总使用Win95/NT/2000/XP 涉及到计算机科学的很多领域 计算机体系结构/硬件 软件设计 程序设计语言 数据结构 算法 网络 学习核心技术并能在其它地方应用 第2章 操作系统基础 2.1 操作系统概述 学习目标 了解： 操作系统在计算机系统中的地位， 操作系统的形成与发展， 现代主流操作系统介绍。 掌握： 操作系统的主要类型 批处理、分时、实时和单用户操作系统的主要特点， 操作系统的概念和主要功能 2.1.1 操作系统的概念 操作系统 (Operating System，OS) 是直接控制和管理计算机系统的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，方便用户充分而有效地使用这些资源的程序集合。 2.1.2 操作系统的形成与发展 程序设计全部采用机器语言，没有操作系统 . 人们采用手工操作方式来控制计算机的基本功能 . 慢速的手工操作与快速的CPU之间出现矛盾，另一方面CPU与I/O设备之间速度不匹配. 单道批处理又分为联机批处理和脱机批处理两种类型. 联机批处理：由CPU直接控制作业的输入与输出. 脱机批处理：由“卫星机”控制作业的输入输出，有效地减少了CPU等待慢速设备输入输出的时间. 通道、中断和缓冲技术的使用使得多道程序的并发执行成为可能. 优点：系统资源得到比较充分的利用。 缺点：作业平均周转时间长，用户无法干预程序的执行，没有交互能力。 在分时系统中，用户通过终端设备与计算机交互作用来运行自己的作业 。 多用户分时系统是当今计算机系统中使用最普遍的一类操作系统 为了实时地对特定任务进行可靠处理，人们又开发出实时系统。 实时系统具有专用性，不同的实时系统用于不同的应用领域。 (1) 微内核结构 (2) 多线程 (3) 对称多处理(SMP) (4) 分布式操作系统 (5) 面向对象 2.1.3 操作系统的常用类型 单道批处理系统：一次只能有一个作业装入计算机系统的主存储器运行 多道批处理系统 ：一次允许多个作业同时装入主存储器，使CPU轮流地执行多个作业。 分时操作系统： 多个用户分享使用同一台计算机， 操作系统以时间片为单位轮流为用户服务。 时间片： 操作系统将CPU的时间划分成若干个片段,每个时间段称为时间片。 操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务。 每次服务一个时间片 分时操作系统工作方式: 一台主机连接了若干个终端 每个终端有一个用户在使用 交互式的向系统提出命令请求 系统接受每个用户的命令 采用时间片轮转方式处理服务请求 并通过交互方式在终端上向用户显示结果 用户根据上步结果发出下道命令 分时操作系统特点 同时性同时有多个用户使用一台计算机。 宏观上：是多个人同时使用一个CPU 微观上：多个人在不同时刻轮流使用CPU 交互性用户根据系统响应结果进一步提出新请求(用户直接干预每一步) “独占”性用户感觉不到计算机为其他人服务 (OS提供虚机器，各个用户的虚机器互不干扰) 及时性系统对用户提出的请求及时响应 分时与多道批处理的差别 第一个差别是在目标上存在基本的不同，一个批处理多道操作系统的目标是提高机器效率，而分时操作系统的目标是针对用户请求的快速响应； 第二个差别表现在提交给系统的作业性质上，对于要求在几分钟内能从终端上获得结果的短小作业来说，分时操作系统是最有效的，但对于需要较长时间才能完成的大型作业而言，批处理多道操作系统较为有效； 第三个差别是对于充分使用系统资源而言，批处理多道操作系统是较好的，因为它可以同时接收经过合理安排的各种不同负载的作业，而对于要求执行相同功能的作业而言，分时操作系统是较好的，因为在不同的终端上同时使用同一个功能的例行子程序将减少系统调用它的开销。 实时操作系统： 是指计算机系统能及时响应外部事件的请求， 在规定的时间内完成对该事件的处理。 一个用户独占计算机系统资源，系统所有的软、硬件资源都为一个用户服务，系统单独地执行该用户提交的一个任务。 基于计算机网络的，它负责网络管理、网络通信、资源共享和系统安全等工作。 是在各种计算机操作系统上, 按网络体系结构协议标准开发的软件, 包括网络管理,