第01章操作系统概述详解.ppt

操作系统——Linux篇 第 1 章 操作系统概述 1.1 操作系统的概念 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的特性和功能 1.1 操作系统的概念 1.1.1 计算机系统的层次结构 1.1.2 什么是操作系统 操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。 1.1.3 操作系统的目标和作用 1．操作系统的目标 （1）方便性 （2）有效性 （3）可扩充性 （4）开放性 2．操作系统的作用 （1）操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）操作系统作为计算机系统资源的管理者 （3）操作系统用作扩充机器 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．人工操作方式 用户直接用机器语言编制程序，并在上机时独占全部计算机资源。用户既是程序员，又是操作员，上机完全是手工操作。 （1）用户独占全机。 （2）CPU等待人工操作。 2．脱机输入/输出（Off-Line I/O）方式 在一台外围机的控制下，把纸带（卡片）上的数据（程序）输入到磁带上。当CPU需要这些程序和数据时，再从磁带上高速地调入内存。类似地，当CPU需要输出时，可由CPU直接高速地把数据从内存送到磁带上，然后再在另一台外围机的控制下，将磁带上的结果通过相应的输出设备输出。 优点如下。 （1）减少了CPU的空闲时间。 （2）提高I/O速度。 1.2.2 批处理系统 1．单道批处理系统 先由监控程序将磁带上的第一个作业装入内存，并把运行控制权交给该作业，当该作业的处理完成后，又把控制权交还给监控程序，再由监控程序把磁带上的第二个作业调入内存。计算机系统就这样自动地一个作业接一个作业地进行处理，直至磁带上的所有作业都全部完成为止。由于系统对作业的处理是成批进行的，且在内存中始终只保持一道作业，故称此系统为单道批处理系统。 特征。 （1）自动性。 （2）顺序性。 （3）单道性。 2．多道批处理系统 用户所提交的作业都存放在外存上形成作业的“后备队列”；然后，系统根据一定的调度原则从后备队列中选取若干作业调入内存，系统按照多道方式组织在内存中的这些作业的运行。某一道作业运行完毕后，系统又将调入新的作业，内存中始终存放多个作业，这些作业交替地运行。 多道批处理系统具有如下特征。 （1）多道性。 （2）无序性。 （3）调度性。 多道批处理系统的主要优点如下。 （1）资源利用率高。 （2）系统吞吐量大。 多道批处理系统的主要缺点如下。 （1）平均周转时间长。 （2）无交互能力。 1.2.3 分时系统 一台计算机可同时连接多个用户终端，而每个用户都可在自己的终端上联机使用计算机，就像自己独占机器一样。 虽然物理上只有一台计算机，但是每一个用户都可以得到及时的服务响应，每一个用户都感觉到是一台计算机在专门为他服务。 分时系统具有如下特征。 （1）同时性（多路性）。 （2）独立性。 （3）及时性。 （4）交互性。 1.2.4 实时系统 实时系统则是指系统对特定输入做出反应的速度足以控制发出实时信号的对象，或者说计算机能够及时响应外部事件的请求，在规定的短时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地运行。 实时系统具有如下特征。 （1）多路性。 （2）独立性。 （3）及时性。 （4）交互性。 （5）可靠性。 1.2.5 网络操作系统 网络操作系统是使网络上各计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关规程的集合。 功能。 （1）网络通信 （2）资源管理 （3）网络服务 （4）网络管理 （5）网络互联 1.3 操作系统的特性和功能 1.3.1 操作系统的特性 1．并发（Concurrence） 所谓并发，是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 2．共享（Sharing） 所谓共享，是指系统中的资源可供多个用户（用户程序）共同使用，而不是被某个用户（用户程序）独占。 （1）互斥共享 （2）同时共享 并发和共享是操作系统的两个最基本的特征，它们又互为存在条件。 3．虚拟（Virtual） 在操作系统中的所谓“虚拟”，是指通过某种技术把一个物理上的实体映射为若干个逻辑上的对应物。 4．异步性（Asynchronism） 所谓异步性，是指内存中的多个进程均按照各自独立的、不可预知的速度向前推进。 操作系统的异步性是并发与共享的必然结果。 1.3.2 操作系统的功能 1．处理机管理