第六章 操作系统原理.doc
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第六章 操作系统原理
第一节? 操作系统概论
一、什么是操作系统
没有软件的计算机称为裸机,用户很难使用。
操作系统(OS):加在硬件基础上的第一层软件。组织、控制和管理计算机系统的各类资源的程序和数据结构的集合。是用户(应用程序)与计算机硬件之间的接口。
二、操作系统的目标
1、方便性:使计算机易学易用、共享资源
2、有效性:提高系统资源的利用率和吞吐量
3、可扩充性:能适应硬件的发展,容易升级
4、开放性:使应用程序具备可移植性和互操作性
第二节? 操作系统的发展
一、发展过程
(1)、无操作系统的计算机系统(1945—1955)
计算机操作是由用户采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统,即由程序员将事先已穿孔(对应于程序和数据)的纸带(或卡片)装入纸带输入机(或卡片输入机),再启动它们将程序和数据输入计算机, 然后启动计算机运行。当程序运行完毕并取走计算结果后, 才让下一个用户上机。
特点:
用户独占全机
CPU等待人工操作
独占性
串行性
缺点:
1、计算机的有效机时严重浪费
2、效率低
(2)、批处理系统 (1955-1965)
1、单道批处理系统
批处理:是指计算机系统对一批作业自动进行处理的一种技术。
作业:是用户一次请求计算机系统为其完成任务所进行的工作总和,由若干个作业步组成。
单道批处理在内存中仅有一道作业。
单道批处理系统的特征
A 、自动性
B 、顺序性
C 、单道性
2、 多道批处理系统
多道程序设计的基本概念
在计算机内存中同时存放若干道程序,交替运行,当前程序如因某种原因不能继续运行,将另一道投入运行,从而使处理机得到充分利用。
多道程序设计技术的出现依赖于通道技术、中断技术和缓冲技术。
多道批处理系统的特点
A、多道,资源利用率高
B、系统吞吐量大
C、可提高内存和I/O设备利用率
D、平均周转时间长
E、无交互能力。
(3)、分时系统(1965-1980)
1. 分时的概念
指多个用户分时使用CUP的时间,CPU的时间分成若干段,叫时间片,轮流分配给用户使用。一般时间片限短0.2S,用户请求响应时间2-3S,用户好像独占了CPU。
2.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
3.分时操作系统特点
A、多路性:同时有多个用户使用一台计算机。
宏观上:是多个人同时使用一个CPU;
微观上:多个人在不同时刻轮流使用。
B、交互性: 用户根据系统响应结果进一步提出新请求
C、“独占”性:用户感觉不到计算机为其他人服务
D、及时性:系统对用户提出的请求及时响应
(4)、 实时系统
实时系统(Real-Time System)是用户请求的操作必须在规定的时间内进行处理并加以响应。如股票交易系统。
特点:
1、实时系统的程序是预先编好的,用户不能更改。
2、及时性要求高,系统可靠性高。
实时操作系统的分类
1、实时控制系统:生产过程控制系统,又称计算机控制系统。
如:钢铁冶炼和钢板轧制的自动控制、炼油、化工生产过程的自动控制,军事控制等。
2、实时信息处理系统:根据用户提出的问题对信息进行检索和处理,并在很短时间内对用户做出正确回答。例如:银行,机票订购系统、股市行情实时信息处理系统等。
二、发展方向
多处理机操作系统
多处理机系统由多个独立的处理机组成,每个处理机都能够独立执行自己的程序。
处理机:CPU和内存。
多处理机操作系统即并行计算机系统。在统一的操作系统管理下,实现作业并行处理。
2. 网络操作系统
使网络上各计算机方便有效共享网络资源,为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关通信协议程序的集合。
基本功能:
数据通信 资源管理 网络管理
提供网络服务 提供网络接口
3. 分布式操作系统
分布式处理系统是指由多个分散的处理单元经互联网络的连接而形成的系统。是网络操作系统的更高级的形式,它保持了网络操作系统的全部功能。
网络和分布式的区别:
A 分布具有各个计算机间相互通讯,无主从关系;网络有主从关系
B 分布式系统资源为所有用户共享;而网络有限制的共享
C 分布式系统中若干个计算机可相互协作共同完成一项任务
4.微型机(个人)操作系统
计算机在某一时间内为单用户服务,其追求目标是界面友好,使用
方便,丰富的应用软件。
A、MS-DOS
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