专升本操作系第一章操作系统概论.ppt

操作系统 Operating System 三明学院数学与计算机科学系 吕良智 2007年 llzh137724@163.com 课 程 简 介 操作系统是现代计算机系统中必不可少的系统软件，控制和管理计算机的所有资源，为用户提供种种方便，是用户开发和使用软件不可缺少的支撑环境。 操作系统课程是计算机专业的一门专业主干课程，主要研究操作系统的基本原理和实现方法，是计算机专业学生的知识结构中重要的组成部分。 课 程 简 介 课程名称：操作系统（ Operating System ） 教 材：《操作系统基础教程》 厦门大学出版社 教学方式：授课（ 57 ）+上机实习（19） 教学手段：多媒体教学+黑板板书 考试类别：考试 参考教材： 1、计算机操作系统，汤子赢 2、操作系统设计与实现，王鹏等译，电子工业出版社 3、现代操作系统，陈向群等译，机械工业出版社 4、计算机操作系统教程， 张尧学、史美林，清华大学出版社 操作系统 Operating System 第一章 操 作 系 统 概 述 教学目的 操作系统（Operating System，OS）——在今天的计算机系统中举足轻重的系统软件，就是在计算机发展链上从无到有、从简单到复杂地逐步发展起来的 因此在学习操作系统这门课之前，我们要对操作系统这个学科的发展和整体情况作一个了解 本章重点 第一章 操作系统概论 1.1 什么是操作系统 1.2 操作系统的发展史 1.3 操作系统的功能和主要特征 1.4 操作系统的结构 1·1 什么是操作系统 1、计算机系统的组成 1·1 什么是操作系统 2、操作系统在计算机系统中的地位 1·1 什么是操作系统 1·1 什么是操作系统 1·1 什么是操作系统 1·1 什么是操作系统 1·1 什么是操作系统 1·1 什么是操作系统 1·2 OS的发展史—手工 2 脱机工作方式 1·2 OS的发展史—单道 批处理方式可分为联机批处理和脱机批处理。 1）联机批处理 用户提交作业：以纸带或卡片为介质； 操作员合成批作业：结果为磁带介质； 批作业处理：对批作业中的每个作业进行相同的处理：从磁带读入用户作业和编译链接程序，编译链接用户作业，生成可执行程序；启动执行；执行结果输出。 【存在的问题】： 慢速的输入输出处理仍直接由主机来完成。输入输出时，CPU处于等待状态。 1·2 OS的发展史—单道 1·2 OS的发展史—单道 2）脱机批处理 利用卫星机完成输入输出功能。主机与卫星机可并行工作。 卫星机：完成面向用户的输入输出（纸带或卡片），中间结果暂存在磁带或磁盘上。 作业控制命令由监督程序(monitor)来执行，完成如装入程序、编译、运行等操作。 【优点】：同一批内各作业的自动依次更替，改善了主机CPU和I/O设备的使用效率，提高了吞吐量。 【缺点】：磁带或磁盘需要人工装卸，作业需要人工分类，监督程序易遭到用户程序的破坏（由人工干预才可恢复）。 1·2 OS的发展史—单道 【单道批处理的特征】： 自动性:磁带上一批作业能自动逐个依次运行 对I/O为主的作业，CPU空闲； 顺序性:作业顺序进入内存,执行与完成的顺序和调入的顺序完全相同。 单道性:内存中仅有一道程序,只有该程序完成或发生异常时,才调入后继程序进入内存运行 【单道批处理的主要问题】： 一个用户独占全部资源CPU负责计算，也负责传输,CPU与外设速度不匹配。 CPU与I/O串行资源利用率仍然很低。 1·2 OS的发展史—多道 单道和多道批处理的比较 多道批处理系统的资源利用 1·2 OS的发展史—多道 5）多道批处理系统的核心技术： 作业调度：作业的现场保存和恢复 资源共享：资源的竞争和同步——互斥机制 内存使用：提高内存使用效率（为当前由CPU执行的程序提供足够的内存）——覆盖(overlay)，交换(swap)和虚拟存储(virtual memory) 内存保护：系统存储区和各应用程序存储区不可冲突，即存储保护 文件非顺序存放、随机存取。 多道批处理的作业处理流程 例题1.1 （97年高级程序员试题2）在有一台处理机CPU和两台输入输出设备IO1和IO2，且能够实现抢先式多任务并行工作的多道程序环境内，投入运行优行级由高到低的P１、P2、P3 三个作业。它们使用设备的先后顺序和占用设备时间分别是： 作业P1:IO2(30ms),CPU(10ms),IO1(30ms),CPU(10ms) 作业P2:IO1(20ms),CPU(20ms),IO2(40ms) 作业P3:CPU(30ms),IO1(20ms)