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计算机操作系统第一章 绪论;学习内容;学习目标;学习重点、难点;2023/1/16;操作系统的概念(p2);从用户的观点来看：操作系统可以看成是计算机的硬件扩充——方便用户灵活地使用计算机 从系统管理人员的观点来看：操作系统是管理资源的程序扩充——计算机资源的管理者（提高资源使用的效率） 从发展的观点看：操作系统是操作系统是机器与用户的接口——为发展提供方便（方便系统扩充） 综上所述：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 操作系统的形成和发展;1946年—50年代末：第一代，电子管时代， 无操作系统(手工操作系统）。 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20世纪末：第四代，大规模和超大规模集成电路时代，分时系统。 21世纪初开始，以移动、分布和网络计算为代表，现代计算机正向着普适计算、网络计算以及巨型、微型、并行、分布、网络化、智能化和生物信息 化 几个方面发展着; 1.2.1. 手工操作阶段（电子管时代） 用户在计算机上算题的所有工作都要用户人工干预，如程序的装入、运行、结果的输出等全部都由用户完成。 1. 特点： ?无任何软件 ? 有人工干预 ? 独占性 ? 串行性 机器 作业在机器上 人工操 操作时间与机器 速度 计算所需时间 作时间 有效运行时间之比 1万次/秒 1小时 3分钟 1 ：20 60万次/秒 1分钟 3分钟 3 ：1; 早期批处理阶段(晶体管) ;2023/1/16;;脱机批处理系统：由主机和外围计算机（卫星机）组成，外围计算机负责I/O处理，主机和外围计算机可以并行工作。;3. 执行系统; 多道程序系统(集成电路) 1. 单道程序的工作情况 例1：某作业运行时，不断从输入机输入数据，有CPU处理1000个字符需300ms，输入机输入1000个字符需1000ms，问CPU是否需要等待？; 2. 多道程序的工作情况; 3. 什么是多道程序设计技术 在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。这些程序在管理程序控制之下，相互穿插地运行。当某道程序因某种原因不能继续运行下去时(如等待外部设备传输数据)，管理程序便将另一道程序投入运行。 4. 多道运行的特征 ?多道：内存中同时存放几个作业； ?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；;5. 多道成批系统 ? 在批处理系统中采用多道程序设计技术，就形成了多道 批量操作系统。 ? 该系统把用户提交的作业成批地送入计算机内存，然后由作业调度程序自动地选择作业运行。 ? 优点：缩短作业之间的交接时间，减少处理机的空闲等待时间，提高系统的吞吐量。 ? 缺点：用户响应时间较长。用户既不能了解自己程序的运行情况，也不能控制计算机。 ;批处理系统中作业处理及状态;单道(uniprogramming)和多道批处理的比较;1.2.4. 分时系统;2023/1/16;分时操作系统 分时操作系统利用分时技术实现多道程序设计的一种操作系统，它一般采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个终端用户服务，对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话功能。 分时操作系统的特点： ?交互性：用户与计算机之间可进行“会话”。 ?多路调制性：即众多联机用户可以同时使用同一台计算机 ，共享CPU和其它资源，充分发挥系统的效率； ?及时性：在用户能够接受的时间内得到响应 ?独立性：各终端用户感觉到自己独占了计算机； ; 早期计算机系统是用于科学与工程的数值计算，如第一台计算机（1944年）产生的原因就是解决大口径火炮设计中的计算问题：弹道轨迹、弹着点和材料的各种应力分布的计算。还有原子弹设计和实验中大量的计算问题，用当时的计算工具已经解决不了。 到了60年代