[工学]1第一章操作系统引论.ppt

第一章 操作系统引论 张 琦 前言 由于操作系统（OS ）是计算机最重要的系统软件，同时OS也是计算机领域中最活跃的学科之一，其更新、发展的速度十分迅速。 本课程不是讨论某一个特定的操作系统，而是就一般情况，从功能及应用的角度，讨论操作系统的组成、原理及各种不同的实现的机制。 为什么学习操作系统 加深对使用的操作系统的理解，有利于深入编程；用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道 编程时借鉴操作系统的设计思想和算法（比如插件开发、微内核） 操作系统中所用的许多概念和技巧可以推广应用到其他领域 存在人们意识不到的大量“操作系统”（如:嵌入式系统－家电、手机） 设计操作系统或者修改现有的系统 选择购买操作系统：因为我们并不总使用Windows 2000/XP 操作系统涉及到计算机科学很多领域 计算机体系结构/硬件 软件设计 程序设计语言 数据结构 算法 网络 学习核心技术并能在其他地方应用 操作系统是目前最复杂的软件系统 如何学好本课程 1、理论学习 2、实验、实习 3、源代码分析、参与（Linux） 内容 1.1 操作系统的目标和作用 1.1.1 操作系统的目标 目前存在着多种类型的OS，不同类型的OS，其目标各有所侧重。通常在计算机硬件上配置的OS，其目标有以下几点：  1. 方便性 2. 有效性 3. 可扩充性 4. 开放性 1.1 操作系统的目标和作用 1.1.2 操作系统的作用 1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 含义是：OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。或者说，用户在OS帮助下，能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。 应注意，OS是一个系统软件，因而这种接口是 软件接口。 1.1 操作系统的目标和作用 1.1 操作系统的目标和作用 1.1 操作系统的目标和作用 1.1 操作系统的目标和作用 1.1 操作系统的目标和作用 1.1.3 推动操作系统发展的主要动力 1.2 操作系统的发展过程 1.2.1 无操作系统的计算机系统 1.2 操作系统的发展过程 2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式 这种脱机I/O方式的主要优点如下： (1)减少了CPU的空闲时间。 (2) 提高I/O速度。 1.2 操作系统的发展过程 1.2.2 单道批处理系统 1. 单道批处理系统的处理过程 (Simple Batch Processing System) 1.2 操作系统的发展过程 2. 单道批处理系统的特征 单道批处理系统是最早出现的一种OS，严格地说，它只能算作是OS的前身而并非是现在人们所理解的OS。尽管如此，该系统比起人工操作方式的系统已有很大进步。 该系统的主要特征如下： (1) 自动性。 (2) 顺序性。  (3) 单道性。 1.2 操作系统的发展过程 1.2.3 多道批处理系统 (Multiprogrammed Batch Processing System) 1. 多道程序设计的基本概念 为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量，在60年代中期又引入了多道程序设计技术，由此而形成了多道批处理系统。 在该系统中， 用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。 1.2 操作系统的发展过程 1.2 操作系统的发展过程 单道与多道程序系统对比 1.2 操作系统的发展过程 2. 多道批处理系统的特征 3. 多道批处理系统的优缺点 1.2 操作系统的发展过程 4.多道批处理系统需要解决的问题 1.2 操作系统的发展过程 1.2.4 分时系统（Time Sharing System） 1.2 操作系统的发展过程 2.分时系统的实现 按“时间片轮转”的调度策略 响应时间 — 分时系统是否成功的关键。 1.2 操作系统的发展过程 1.2.5 实时系统(Real Time System) 所谓“实时”，是表示“及时”，而实时系统是指系统能 及时(或即时)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。 1.2