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操 作 系 统;本章教学目标 ;本章主要内容 ???????? ????????;1.1 操作系统的概述;1.1.1 计算机系统的组成 ;硬件系统
计算机硬件是指组成计算机系统的设备或机器,是“看得见,摸得着”的物理部件,它是组成计算机系统的基础。
计算机硬件一般包括中央处理器(CPU)、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备,其中CPU与内存储器合称为主机,外存储器、输入设备和输出设备合称为外部设备。
;软件系统
计算机软件是指组成计算机系统的程序、数据和文档。程序是指令的有序集合;???据是信息在计算机中的表示,是计算机处理的对象;文档是各种说明文本,是软件操作的辅助性资源。
系统软件:是支持和管理计算机硬件的软件,是服务于硬件的,它创立的是一个平台。系统软件包括操作系统、数据库管理系统、计算机编译语言和各种系统服务性程序。
应用软件 :应用软件是完成用户某项要求的软件,是服务于特定用户的,它满足某一个应用领域。应用软件包括计算机源程序和应用软件包。 ;1.1.2 什么是操作系统;一、 理解操作系统的三个观点;二、 操作系统的定义;1.2 操作系统结构;二、模块结构
模块结构是指在开发软件(尤其是像计算机操作系统这样的大型软件)时,由于其功能复杂、参加开发工作的人员众多,要使每个人都能各负其责、各尽所能,有序地完成开发任务,通常会根据软件的大小、功能的强弱和参与人员等具体情况,把开发工作按功能(任务)划分若干模块,分散开发,集中组合、调试,使所开发的软件功能完善、结构优化。图1.6给出了操作系统的模块结构示意图。;三、 操作系统的微内核结构
微内核操作系统结构是20世纪后期发展起来的,由于其多处理机运行,故非常适用范围于分布式系统环境,当前所使用的多数操作系统都采用微内核结构。例如,UNIX/Linux、Windows等。
与微内核技术同时发展运用的还有客户/服务器技术、面向对象技术,这样在软件中就形成了以微内核为操作系统核心,以客户/服务器为基础,采种以面向对象为程序设计方法的特征。
(1)客户/服务器模式
;1.3 操作系统的发展历程;2. 面向对象程序设计技术
面向对象的程序设计技术是20世纪80年代提出并快速推广的。该技术基于“抽象”和“隐藏”原则来控制大型软件的复杂程度。所谓对象,就是指在现实世界中具有相同属性、服从相同规则的一系列事物的抽象,其中的具体事物称为对象的实例,操作系统中的各类实体如进程、线程、消息、存储器等都使用了对象这一概念,相应地就有了进程对象,线程对象、存储器对象等。
面向对象程序设计技术,是利用被封装的数据结构和一组对其进行操作的过程来表示系统中的某个对象的。
3.微内核技术
什么叫微内核技术?微内核就是指精心设计、短小、能实现现代操作系统核心功能的小型内核,运行在核心态,常驻则不被虚拟存储器(换进/换出)。
微内核的基本功能包括:进程管理、存储器管理、进程通信和低级I/O操作等。 ;1.3.1 无操作系统阶段 ;1.3 操作系统的发展历程;ENIAC计算机 ( 美国宾夕法尼亚大学)运算速度: 5000次/每秒 真空管: 18000个 占地面积: 182平方米 重 量 : 130吨 功 耗 : 140kW
50年代早期出现了穿孔卡片,程序写在卡片上然后读入计算机。但计算过程则依然如旧。 ;早期计算机的工作,基本上采用人工操作方式:由操作员将纸带(或卡片)装入纸带输入机(或卡片输入机),把程序和数据输入计算机,当程序行完毕,由用户取走纸带和计算结果后,才让下一个用户上机操作。
人工操作方式具有以下特点:
用户独占全机。
CPU等待人工操作。
串行性
人工操作方式具有以下缺点:
计算机的有效机时严重浪费
效率低
;2.脱机输入/输出
脱机输入/输出阶段的技术是为解决CPU与I/O设备之间的速度不匹配而提出的。它减少了CPU的空闲等待时间,提高了I/O速度。; 20世纪50年代末至60年代初,计算机进入第二代(1955—1965)。
管理程序(能对计算机硬件和软件进行管理的调度程序 )。
批处理程序,解决了作业间的自动转换 。
早期的监管程序和这种批处理软件称为初级操作系统。
; 20世纪60年代,计算机进入第三代后1965—1980)。
IBM System 360上运行的OS/360操作系统被认为是真正的(完整的)操作系统 。
多道程序设计技术,提高CPU的
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