第1章节操作系统引幻灯片.ppt

* 脱机输入输出技术（方式）。这种方式可有效减少CPU的空闲时间，提高I/O速度 * 对存储器、I/O设备等各种硬件资源和文件等各种软件资源进行管理， 为各类作业、进程分配处理机使得它们高效合理的利用等， 为用户提供命令、图形等接口，方便用户 * 输入时，事先将装有用户程序＆数据的纸带（卡片）装入纸带输入机（卡片机），在一台外围机的控制下，把纸带上的数据输入道磁带上，当cpu需要这些数据时，再从磁带上高速的调入内存。 * 凡是遵循国际标准所开发出来的硬件和软件，能彼此兼容，可方便实现互连。 1.2 操作系统的发展过程 1.2.4实时系统 能及时（或即时）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，并控制所有实时任务协调一致的运行的系统。 1 实时系统的分类： 实时控制系统（如工业的自动控制、飞机的自动驾驶、导弹的制导等）； 实时信息处理系统（如飞机订票、情报检索等） 1.2 操作系统的发展过程 1.2.4实时系统 2 实时任务的类型： 周期性的实时任务、非周期性的实时任务（截止时间）； 硬实时任务、软实时任务 3 实时、分时系统的比较 批处理系统、分时系统、实时系统是三种基本的OS。一个实际的OS，可能兼有二者或三者的功能。 1.3操作系统的特征和服务 一、OS的特征：OS共同具有的四个基本特征 1 并发： 并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生； 并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内（时间段内）发生。程序不能并发，需引入进程。 2 共享： 系统中的资源可供内存中多个并发的进程共同使 用。可有两种共享方式：互斥共享和同时访问。 1.3操作系统的特征和服务 3 虚拟： 通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上 的对应物。 4 异步性： 内存中进程何时执行、何时停止、速度、时间、 顺序不可知。 四个特征中，并发和共享是两个最基本的特征。两者互为存在条件。只有并发才可能共享；只有共享管理好才可能实现正确的并发。 1.4操作系统的功能 资源管理（处理机、存储器、设备、文件）；提供用户接口。 一、存储器管理：为实现多道程序运行、方便用户使用、提高内存利用率、逻辑扩充内存 1 内存分配、回收：静态分配、动态分配 2 内存保护：用户程序只能在自己的内存空间中运行。界限寄存器、越界检查。 3 地址映射：将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。 4 内存扩充：使用虚拟存储技术在逻辑上扩充内存。请求调入（不一次装入内存，用到时发请求再调入）置换（内存不足时，将用不到的调出） 二、处理机管理的功能：CPU的分配、控制、管理。在多道程序环境下归结为进程的管理。 1 进程控制：创建、撤消、状态转换。常利用若干条进程控制原语或系统调用来实现。 2 进程同步：多进程运行的协调。有互斥方式和同步方式两种。进程同步机制。 3 进程通信：相互合作的多进程之间的信息交换。有直接通信方式、间接通信方式。 4 调度：作业调度、进程调度 三、设备管理的功能：为用户分配I/O，完成I/O请求；提高CPU和I/O设备的利用率；提高I/O速度；方便用户使用I/O设备。 1 缓冲管理：I/O设备的缓冲区，以缓合CPU和I/O速度不匹配的矛盾。 2 设备分配：分配设备（控制器、通道）；安全性 3 设备处理：设备驱动，实现CPU和设备控制器之间的通信。 4 设备独立性和虚拟设备：设备独立性指用户程序独立与物理设备；虚拟设备指把一个物理设备变换为多个对应的逻辑设备。以实现共享，提高利用率。 四、文件管理的功能：程序和数据是以文件的形式存储在磁盘上。OS要对用户文件和系统文件进行管理，方便用户使用，保证文件的安全。 1 文件存储空间的管理：外存的分配、回收 2 目录管理：每个文件一个目录项。实现按名存取、文件共享、快速查询。 3 文件的读、写管理和存取控制：从外存中读取数据或将数据写入外存。存取控制指对文件实行保护。防止未经核准用户存取文件、防止冒名顶替存取文件、防止以不正确的方式使用文件。可通过设置用户口令、规定用户权限、设定文件属性等方法实现。 五、用户接口 1 命令接口：用户向作业发命令以控制作业的运行。可有联机用户接口（由命令和命令解释程序组成。用户键入命令，系统解释执行，再等待用户键入）和脱机用户接口（批处理用户接口，由作业控制语言JCL组成） 2 程序接口：是用户程序取得OS服务的唯一途径。由一组系统调用组成 3 图形接口：图形化的操作界面。 1.5操作系统的进一步发展 一、微机OS： 微机OS按微机的字长可有8位、16位和32位的OS；也可分为单用户单任务、单用户多任务、多用户多任务的OS。 1 单用户单任务OS：CP/M