计算机操作系统第1章 操作系统引论.ppt

计算机操作系统 计算机操作系统学什么？ 概念 原理 数据结构 算法 抽象 操作系统具有一种魔力（magic） 提供了无限的CPU 无限的内存 第 1 章 操作系统引论 1.1 操作系统的目标和作用P1 1.1.1 操作系统的目标 1.1.2 操作系统的作用 1.1.3 推动操作系统发展的主要 动力 1.1.2 操作系统的作用P2 从一般用户的观点，可把OS看做是用户与计算机硬件系统之间的接口； 从资源管理观点，则可把操作系统视为计算机系统资源的管理者。 本节主要内容 1.2.1无操作系统的计算机系统 1.2.2 单道批处理系统 1.2.3 多道批处理系统 1.2.4 分时系统 1.2.5 实时系统 1.2.6 微机操作系统的发展 本节学习目标：掌握各类操作系统的含义、特点以及三类基本的操作系统是什么 1.2.1无操作系统的计算机系统P5 1.人工操作方式 一次完成一个功能（计算，I/O，用户思考/反应） 程序通过卡片装入 用户在控制台前调试程序 缺点 （1）用户独占全机 （2）CPU等待人工操作 --人机矛盾、cpu与I/O设备之间速度不匹配的矛盾 （3）工作效率非常低：每一用户都要自行编写涉及到硬件的源代码；工作量大，难度高，易出错，需要大量人力和物力。 脱机I/O的主要优点 减少了CPU的空闲时间 提高I/O速度,缓和了cpu和I/O设备间速度不匹配的矛盾。 1.2.2单道批处理系统P6 批处理系统旨在提高系统资源的利用率和系统吞吐量 特征 （1）自动性 （2）顺序性 （3）单道性 1.2.3多道批处理系统P7 1.多道程序设计的基本概念 好处： （1）提高CPU的利用率（2）可提高内存和I/O设备的利用率 （3）增加系统吞吐量 系统吞吐量：是指系统在单位时间内所完成的总工作量。 能提高吞吐量的原因：第一，使CPU和资源保持“忙碌”状态 第二，仅当作业完成或运行不下去时才进行切换，系统开销小 在磁盘上多个作业排成一个队列（后备队列）等待运行 多道程序并发执行 - 同时运行多个作业 - 选择若干作业准备运行（作业调度算法） 并装入内存（存储管理） - 运行一个作业，当它等待时切换至内存中的另一个作业（进程调度） 2.多道批处理系统的特征 多道性 无序性 作业完成的先后顺序和他们进入内存的顺序并无严格的对应关系 调度性 两次调度：首先是作业调度 ；其次是进程调度 3.优缺点 优点： 资源利用率高 系统吞吐量大 缺点： 平均周转时间长 定义：作业的周转时间是指从作业进入系统开始，直至其完成并退出系统为止所经历的时间 无交互能力 操作系统(OS)的定义P9 OS是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度（合理地组织计算机工作），以及方便用户使用的程序的集合 1.2.4 分时系统 推动多道批处理系统形成和发展的主要动力，是提高资源利用率和系统吞吐量，而推动分时系统形成和发展的主要动力，则是用户的需求 用户的需求 人机交互 共享主机 便于用户上机 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.如图3所示 2.分时系统实现中的关键问题 及时接收 及时处理 要做到及时处理，需要：第一，作业要直接进入内存；第二，不允许一个作业长期占用处理机 操作系统将CPU的时间划分成若干个片段,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 (其特点是利用人的错觉，使人感觉不到) 3.分时操作系统特点 多路性 交互性 “独占”性 及时性 1.2.5 实时系统P11 是指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，并控制所有实时任务协调一致地运行 1.应用需求 实时控制 工业控制，军事控制，... 实时信息处理 电讯（自动交换），银行，飞机订票,股市行情 2.实时任务 周期性实时任务 非周期性实时任务 非周期性实时任务联系着一个截止时间：开始截止时间和完成截止时间 3.实时系统与分时系统特征的比较 多路性 独立性 及时性 交互性 可靠性 1.2.6 微机OS的发展P12 批处理系统、分时系统和实时系统是操作系统的三种基本类型，在此基础上又发展了具有多种类型操作特征的操作系统，称为通用操作系统。 微机OS 多处理机OS 网络OS 分布式OS 一、微机OS 单用户单任务OS CP/M，MS-DOS 单用户多任务OS OS/2，MS-WINDOWS