华东交通大学操作系统第一章.ppt

计算机系统结构 一、计算机系统组成 中央处理机（CPU） 内存 I/O设备（键盘、显示器、打字机、鼠标） 外部设备 存储设备（硬盘、软盘、光盘、磁带） 其它设备（MODEM、通信口） 系统软件（操作系统、语言编译器、数据库管理系统） 应用软件 （CAD、MIS、用户自己开发的系统等） 工具软件（软、硬件检测疹断程序）   硬件是计算机系统的基础， 软件是提高计算机系统效率和方便用户使用计算机的程序， 它们二者相互依赖、相互促进 、 共同发展。 裸机（硬件）是僵尸，软件是灵魂. 操作系统概念 操作系统定义 1、科普的观点 操作系统是计算机系统的管理和控制中心，它依照设计者制定的各种调度策略组织和管理计算机系统资源，使之能高效地运行。 操作系统概念 操作系统定义 2、 操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制并协调并发活动，实现信息的存取和保护。它提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。操作系统使整个计算机系统实现了高效率和高度自动化。 目前流行的操作系统： DOS UNIX LINUX MINIX WINDOWS NT WINDOWS 2000/2003/2007 /XP 并行UNIX等 一、操作系统作为虚拟机 在手工阶段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。 随着计算机速度的加快，人机矛盾越来越大，直至无法容忍。必须寻求新的办法。 例如： 上机操作要1 分钟 ，运行时间20分钟（10万 次/sec） 上机操作要 1分钟 ，运行时间0.2分钟（1000万次/sec） 批处理 批处理是指系统中有一个监控程序，它负责完成用户程序的调入、启动运行、输出运行结果等工作。 （1） 联机批处理 （2） 脱机批处理 （3） 执行系统  执行系统 执行系统： 执行系统不仅负责调度作业自动地运行，而且还要控制I/O。 虽然批处理系统能调度作业自动地运行， 但存在如下缺点： · 系统没有任何保护自己的措施； · 程序进入死循环必须要程序员干预。 多道程序设计技术和多道成批系统 60年代计算机硬件获得两个重大的进展： 通道技术和中断技术 通道: 是一种专用部件，负责外部设备与内存之间信息的传输。 中断： 指主机接到外界的信号（来自CPU外部或内部）时，立即中止原来的工作，转去处理这一外来事件，处理完后，主机又回到原来工作点继续工作。 多道程序设计技术 定义 多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，它们在管理程序的控制下相互穿插地运行。 特征: 多道 宏观上并行 微观上串行 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 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。 分时 操作系统(Time Sharing OS)  4. 分时系统 二、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。 响应时间： 指用户发出命令，到系统完成用户命令所需的时间。 批处理操作系统 没有 分时操作系统 秒级(一般情况） 实时操作系统 微秒级 甚至更小（经典说法） 系统满足用户时限（deadline) 的要求 (现代） 实时操作系统： 实时操作系统是又一种类型的操作系统，对外部的请求，实时操作系统能够在规定的时间内处理完毕。 实时： 指计算机对于用户请求能足够快地进行处理，并做出反映。要求毫秒、微秒级。 实时操作系统的应用： 实时控制： 工业过程控制、防空系统等 实时信息处理：情报检索和查询、飞机订票系统、银行信用卡系统。 实时操作系统特点： 1、系统对外部的信号必须能及时响应，(在规定的时间内（deadline）