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计算机操作系统原理;第一章 操作系统引论;1.1 操作系统的目标和作用;1.1.2 操作系统的作用 ;图 1-1 OS作为接口的示意图 ; (1) 命令方式。这是指由OS提供了一组联机命令(语言), 用户可通过键盘输入有关命令,来直接操纵计算机系统。
(2) 系统调用方式。OS提供了一组系统调用,用户可在自己的应用程序中通过相应的系统调用,来操纵计算机。
(3) 图形、窗口方式。用户通过屏幕上的窗口和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。 ; 2. OS作为计算机系统资源的管理者
在一个计算机系统中,通常都含有各种各样的硬件和软件资源。归纳起来可将资源分为四类:处理器、存储器、 I/O设备以及信息(数据和程序)。相应地,OS的主要功能也正是针对这四类资源进行有效的管理,即:处理机管理, 用于分配和控制处理机;存储器管理,主要负责内存的分配与回收;I/O设备管理,负责I/O设备的分配与操纵;文件管理,负责文件的存取、共享和保护。可见,OS确是计算机系统资源的管理者。事实上,当今世界上广为流行的一个关于OS作用的观点,正是把OS作为计算机系统的资源管理者。 ; 3. OS用作扩充机器
对于一台完全无软件的计算机系统(即裸机),即使其功能再强,也必定是难于使用的。如果我们在裸机上覆盖上一层I/O设备管理软件,用户便可利用它所提供的I/O命令,来进行数据输入和打印输出。此时用户所看到的机器, 将是一台比裸机功能更强、使用更方便的机器。通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚机器。如果我们又在第一层软件上再覆盖上一层文件管理软件,则用户可利用该软件提供的文件存取命令,来进行文件的存取。此时,用户所看到的是台功能更强的虚机器。如果我们又在文件管理软件上再覆盖一层面向用户的窗口软件,则用户便可在窗口环境下方便地使用计算机,形成一台功能更强的虚机器。 ;1.1.3 推动操作系统发展的主要动力 ;1.2 操作系统的发展过程 ;2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式 ;1.2.2 单道批处理系统 ; 2. 单道批处理系统的特征
单道批处理系统是最早出现的一种OS,严格地说,它只能算作是OS的前身而并非是现在人们所理解的OS。尽管如此,该系统比起人工操作方式的系统已有很大进步。 该系统的主要特征如下:
(1) 自动性。
(2) 顺序性。
(3) 单道性。 ;1.2.3 多道批处理系统 ;在OS中引入多道程序设计技术可带来以下好处:
提高CPU的利用率。 ;图 1-4 单道和多道程序运行情况 ; (2) 可提高内存和I/O设备利用率。为了能运行较大的作业,通常内存都具有较大容量,但由于80%以上的作业都属于中小型,因此在单道程序环境下,也必定造成内存的浪费。类似地,对于系统中所配置的多种类型的I/O设备, 在单道程序环境下也不能充分利用。如果允许在内存中装入多道程序, 并允许它们并发执行,则无疑会大大提高内存和I/O设备的利用率。
(3) 增加系统吞吐量。在保持CPU、I/O设备不断忙碌的同时,也必然会大幅度地提高系统的吞吐量,从而降低作业加工所需的费用。 ;2. 多道批处理系统的特征 ;3. 多道批处理系统的优缺点 ;4. 多道批处理系统需要解决的问题 ;1.2.4 分时系统 ;2. 分时系统实现中的关键问题;3. 分时系统的特征 ;1.2.5 实时系统 ;2. 实时任务 ; 2) 根据对截止时间的要求来划分
(1) 硬实时任务(hard real-time task)。系统必须满足任务对截止时间的要求,否则可能出现难以预测的结果。
(2) 软实时任务(Soft real-time task)。它也联系着一个截止时间, 但并不严格,若偶尔错过了任务的截止时间, 对系统产生的影响也不会太大。 ;3. 实时系统与分时系统特征的比较
多路性。
(2) 独立性。
(3) 及时性。
(4) 交互性。
(5) 可靠性。 ;1.3 操作系统的基本特性 ; 1.3.2 共享(Sharing)
在操作系统环境下,所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用。由于资源属性的不同,进程对资源共享的方式也不同,目前主要有以下两种资源共享方式。; 1. 互斥共享方式
系统中的某些资源,如打印机、磁带机,虽然它们可以提供给多个进程(线程)使用,但为使所打印或记录的结果不致造成混淆,应规定在一段时间内只
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