计算机操作系统教程（第3版）.ppt

计算机操作系统教程(第3版) 第1章 绪论 1.1 操作系统概念 1.2 操作系统的历史 1.3 操作系统的基本类型 1.4 操作系统功能 1.5 计算机硬件简介 1.6 算法的描述 1.7 研究操作系统的几种观点 习题20 计算机发展到今天，从个人计算机到巨型计算机系统，毫无例外都配置一种或多种操作系统。什么是操作系统，操作系统在计算机系统中的地位，它具有什么样的功能等，我们将在这一章作一简要阐述。为了阐明这些问题，扼要地回顾一下操作系统的形成和发展过程是必要的。为便于今后的学习，我们要介绍一下操作系统的类型及其特点，研究操作系统的几种观点。最后，介绍几种常用操作系统。 1.1 操作系统概念 1.1.1 什么是操作系统 任何一个计算机系统都是由两部分组成：计算机硬件和计算机软件。计算机硬件通常是由中央处理机（运算器和控制器）、存储器、输入设备和输出设备等部件组成。 计算机软件包括系统软件和应用软件。系统软件如操作系统、多种语言处理程序( 汇编和编译程序等 )、连接装配程序、系统实用程序、多种工具软件等；应用软件为多种应用目的而编制的程序。 没有任何软件支持的计算机称为裸机，它仅仅构成了计算机系统的物质基础，而实际呈现在用户面前的计算机系统是经过若干层软件改造的计算机。图1.1展示了这种情形。 图1.1 操作系统与硬件软件的关系 由图1.1可看出，计算机的硬件和软件以及应用之间是一种层次结构的关系。裸机在最里层，它的外面是操作系统，经过操作系统提供的资源管理功能和方便用户的各种服务功能把裸机改造成为功能更强、使用更为方便的机器，通常称之为虚拟机或扩展机，而各种实用程序和应用程序运行在操作系统之上，它们以操作系统作为支撑环境，同时又向用户提供完成其作业所需的各种服务。 因此，引入操作系统的目的可从三方面来考察: (1) 从系统管理人员的观点来看： 引入操作系统是为了合理地组织计算机工作流程，管理和分配计算机系统硬件及软件资源，使之能为多个用户高效率地共享。因此，操作系统是计算机资源的管理者。 (2) 从用户的观点来看： 引入操作系统是为了给用户使用计算机提供一个良好的界面，以使用户无需了解许多有关硬件和系统软件的细节，就能方便灵活地使用计算机。 (3) 从发展的观点看： 引入操作系统是为了给计算机系统的功能扩展提供支撑平台，使之在追加新的服务和功能时更加容易和不影响原有的服务与功能。 综上所述，我们可以非形式地把操作系统定义为: 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们管理和控制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，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。 1.2 操作系统的历史 为了更好地理解操作系统的基本概念、功能和特点，首先回顾一下操作系统形成和发展的历史过程。 操作系统是由于客观的需要而产生的，它伴随着计算机技术本身及其应用的日益发展而逐渐发展和不断完善。它的功能由弱到强，在计算机系统中的地位不断提高。至今，它已成为计算机系统中的核心，无一计算机系统是不配置操作系统的。 由于操作系统历来跟运行其上的计算机组成与体系结构休戚与共，因此我们考察各代计算机，看看它们的操作系统是什么样子，具有哪些功能和特征。 人们通常按照器件工艺的演变把计算机发展过程分为四个阶段。 1946年—50年代末： 第一代，电子管时代，无操作系统。 50年代末—60年代中期： 第二代，晶体管时代，批处理系统。 60年代中期—70年代中期： 第三代，集成电路时代，多道程序设计。 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。 现代计算机正向着巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几个方面发展着。 适应上述计算机发展过程，操作系统经历了如下的发展过程：手工操作阶段(无操作系统)、批处理、执行系统、多道程序系统、分时系统、实时系统、通用操作系统、网络操作系统、分布式操作系统等。 1.2.1 手工操作阶段 在第一代计算机时期，构成计算机的主要元器件是电子管，计算机运算速度慢，没有操作系统，甚至没有任何软件。用户直接用机器语言编制程序，并在上机时独占全部计算机资源。上机完全是手工操作：先把程序纸带(或卡片)装上输入机，然后启动输入机把程序和数据送入计算机，接着通过控制台开关启动程序运行。计算完毕，打印机输出计算结果，用户取走并卸下纸带(或卡片)。 50年代后期，计算机的运行速度有了很大提高，手工操作的慢速度和计算机的高速度之间形成矛盾。唯一的解决办法是摆脱人的手工操作