操作系统基础01教程.ppt

操作系统基础;教学进程;教学内容;操作系统能做什么?;;操作系统做了什么;操作系统不能做?;为什么学习操作系统？; ;几种观点;操作系统知识体系结构;1.1 操作系统概念 1.2 操作系统的历史和分类 1.3 操作系统的功能 1.4 操作系统特征 1.5 操作系统硬件环境 ;1.1 操作系统概念 1.1.1 计算机系统组成 任何一个计算机系统都是由两部分组成：计算机硬件和计算机软件。 计算机软件包括系统软件和应用软件。 系统软件如操作系统、多种语言处理程序( 汇编和编译程序等 )、多种工具软件等。; 图1.1 操作系统与硬件软件的关系;操作系统定义;1.2 操作系统的发展过程 ;1.2 操作系统的发展过程 ;人工操作方式：格伦·贝克(远)和贝蒂·斯奈德(近)在位于弹道研究实验室的ENIAC上编程。;脱机输入/输出方式:;穿孔纸带：一行代表一个字符;1.2.2 单道批处理系统 ; 2. 单道批处理??统的特征 (1) 自动性。 (2) 顺序性。  (3) 单道性。 1.2.3 多道批处理系统 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，60年代中期引入了多道程序设计技术，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。;多道批处理系统的特征;单道和两道程序运行情况;1.2.4 分时系统 ;主机; 2. 分时系统的特征 (1) 多路性。 (2) 独立性。 (3) 及时性。 (4) 交互性。;1.2.5 实时系统 ;;;1.2.6 操作系统的发展现状 服务器操作系统 多处理机操作系统 个人计算机操作系统 实时操作系统 嵌入式操作系统 智能卡操作系统; 服务器操作系统 它们通过网络同时为若干个用户服务，并允许用户共享硬件和软件资源 服务器可提供打印服务、文件服务，或Web服务 实例：UNIX、 Windows Server、Linux ;引入多处理机操作系统 获得大量联合计算能力的方式是将多个CPU连接成单一系统 提高计算机系统性能和可靠性 提高性能的两条途径： - 提高各个组成部分的速度 - 增大处理的并行程度;嵌入式操作系统 什么是嵌入式系统？ 在各种设备、装置或系统中，完成特定功能的软硬件系统 它们是一个大设备、装置或系统中的一部分，这个大设备、装置或系统可以不是“计算机” 通常工作在反应式或对处理时间有较严格要求环境中 由于它们被嵌入在各种设备、装置或系统中，因此称为嵌入式系统;;智能卡操作系统 智能卡：一种包含有一块CPU芯片的信用卡 特点：非常严格的运行能耗和存储空间的限制。有些智能卡只有单项功能，诸如电子支付 专用的操作系统 ;1.3 操作系统的主要功能 ; 2. 进程同步 进程同步的主要任务是为多个进程(含线程)的运行进行协调。有两种协调方式： ① 进程互斥方式， 这是指诸进程(线程)在对临界资源进行访问时， 应采用互斥方式； ② 进程同步方式，指在相互合作去完成共同任务的诸进程(线程)间，由同步机构对它们的执行次序加以协调。 3. 进程通信 为了加速应用程序的运行，应在系统中建立多个进程（线程），由这些进程(线程)相互合作去完成一个共同的任务。 当相互合作的进程(线程)处于同一计算机系统时，通常在它们之间是采用直接通信方式，即由源进程利用发送命令直接将消息挂到目标进程的消息队列上，以后由目标进程利用接收命令从其消息队列中取出消息。 ; 4. 调度 在后备队列上等待的每个作业，通常都要经过调度才能执行。包括作业调度和进程调度两步。 作业调度的基本任务：从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配其必需的资源(首先是分配内存)。 在将它们调入内存后，便分别为它们建立进程，使它们都成为可能获得处理机的就绪进程，并按照一定的算法将它们插入就绪队列。 进程调度的任务：从进程的就绪队列中选出一新进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场， 使进程投入执行。值得提出的是，在多线程OS中，通常是把线程作为独立运行和分配处理机的基本单位，为此，须把就绪线程排成一个队列，每次调度时，是从就绪线程队列中选出一个线程，把处理机分配给它。 ;1.3.2 存储器管理功能 ; 2. 内存保护 内存