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操 作 系 统计算机系xxx应用软件软件编辑软件，编译软件系统软件计算机系统(层次结构)操作系统硬件（裸机）第1章 引论1.1 操作系统的地位、目标及作用计算机系统的组成 ：应用用户应用开发人员用户应用操作系统开发人员系统工具操作系统计算机硬件地位： 紧贴系统硬件之上，所有其它软件之下〔是其它软件的支撑环境〕目标： 有效性〔系统管理人员的观点〕：管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计算机的工作流程。方便性〔用户的观点〕：提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系统的类型和数量差异。可扩充性〔开放的观点〕：硬件的类型和规模、操作系统本身的功能和管理策略、多个系统之间的资源共享和互操作 。 命令行命令图形界面（GUI）系统调用（编程接口）作用 ：几种观点 (1)?OS是计算机硬件、软件资源的管理者。〔2〕OS是用户使用系统的接口(3)???? OS是扩展机(extended maaachine)/虚拟机(virtuaaal maaachine)。在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理〔针对内存和外存〕、处理机管理1.2 操作系统的开展史 1.2.1 推动操作系统开展的主要动力 需求推动了开展(1)???? 提高资源的利用率和系统性能(2)???? 方便用户 (3)???? 器件的开展1.2.2 早期的手工操作 时间 1946 ~ 50年代〔电子管〕，集中计算〔计算中心〕，计算机资源昂贵；需求 二战对武器设计的需要，美国、英国和德国等国家开始了电子数字计算机的研究工作。 哈佛大学的Howaaard Aiken 普林斯顿高等研究院的John Neumaaann〔冯·诺依曼〕 宾夕法尼亚大学的J.Presper Eckert和Williaaam Maaauchley 德国 公司的Konraaaaaad Zuse以及其他一些人都使用真空管成功地建造了运算机器。ENIAC计算机运算速度：1000次/每秒, 数万个真空管, 占地100平方米 没有程序设计语言〔甚至没有汇编〕，更谈不上操作系统。 程序员提前预约一段时间,然后到机房将他的插件板插到计算机里。 期盼着在接下来的时间中几万个真空管不会烧断从而可以计算自己的题目。工作方式：用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员；编程语言：机器语言；输入输出：纸带或卡片；工作特点：1) 用户独占全机：不出现资源被其他用户占用的现象，但资源利用率低；2)CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低；主要矛盾： 1)计算机处理能力的提高，手工操作的低效率〔造成浪费〕； 2)用户独占全机的所有资源；提高效率的途径专门的操作员，批处理 1.2.3 单道批处理系统(simple bbbaaatch processing) 时间 50年代末 ~ 60年代中〔晶体管〕：利用磁带把假设干个作业分类编成作业执行序列，每个批作业由一个专门的监督程序〔Monitor〕自动依次处理。可使用汇编语言开发。批处理中的作业的组成：包括用户程序、数据和作业说明书〔作业控制语言〕 应用带 系统带卡片输入机打印机主机 早期联机批处理批处理方式(1)???? 联机批处理 早期的联机批处理的硬件控制方式是：作业的输入、计算和输出都是在CPU直接控制下进行的。模型： 问题：输入输出时，CPU处于等待状态。卡片输入机系统带 应用带输入带卫 星 机打印机主机输出带(2)脱机批处理〔缓冲技术的一种〕 增加卫星机完成输入/输出功能。主机与卫星机可并行工作。 1.2.4 多道批处理系统时间：60年代中 ~ 70年代中〔集成电路〕 60年代初期，计算机开始采用集成电路，多数厂商有几条完全不同的生产线，生产不同的计算机。开发和维护完全不同的产品，对厂商来说是昂贵的。 另外，新用户，在开始时只需要一台小计算机，随着时间的推移，业务量的增加，到后来可能需要一台大的计算机，而且希望能在新计算机上执行原有的程序。这样，厂家和用户都需要软件在不同型号的计算机之间兼容。目的： 提高资源的利用率。特点：多道：内存中同时存放几个作业〔用户程序〕；宏观上并行运行：都处于运行状态，但都未运行完；微观上串行运行：各作业交替使用CPU；jop1打印jop1再次运行jop2读数据使用cpu使用I/Ojop1jop2jop3调度程序t优点： 资源利用率高：CPU和内存利用率较高；作业吞吐量大：单位时间内完成的工作总量大；缺点： 用户交互性差,不利于调试和修改；代表机器： 1964 年IBM 宣布推System/360计算机系统，为第一个采用小规模集成电路的主流机型。 由于所有的计算机都有相同的体系结构和指令集在理论上，为一型号编写的程序可以在其它型号机器上运行。IBM试图一次性地解决上述问题IBM Sys