文档介绍：第三章计算机操作系统
操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,是控制计算机所有操作的软件。
本章主要讲述操作系统概念及构成;重点讲述操作系统中的几个基本功能及相关概念,主要是:进程管理、内存管理、文件管理、输入/输出系统管理、作业管理。
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操作系统概念及构成
操作系统的概念
操作系统:是管理计算机软硬件资源的程序,同时它又是用户与计算机硬件的接口。
系统程序和应用程序
操作系统
硬件层
用户
没有操作系统,应用软件如同空中楼阁,无法运行。
操作系统的构成
操作系统概念及构成
操作系统
①进程管理
②内存管理
③文件管理
④输入/输出系统管理
⑤二级存储管理
用户接口
⑥联网、保护系统和命令解释程序系统
就是对CPU的管理。
就是如何合理分配和使用内存。
就是对文件及文件夹进行管理。
就是对外部各种输入输出设备进行管理。
主要是指对硬盘进行管理。
就是提供对网络管理、对进程工作过程的保护及提供用户与操作系统的接口程序。
操作系统的类别
操作系统类别与计算环境
批处理系统
1
多道程序系统
2
分时系统
3
实时系统
4
桌面系统
5
多处理机系统
6
网络系统
7
分布式系统
8
嵌入式系统
9
经过多年的发展,操作系统多种多样。早期,操作系统从批处理,多道程序发展为分时操作系统;另外,为满足计算机处理实时事件的需要,就有了实时操作系统;为适应个人计算机系统的需要又出现了桌面操作系统;为适应并行系统的需要,就有了多处理机操作系统;为满足网络和分布计算的需要,就有了网络操作系统和分布式操作系统;此外,还有为支持嵌入式计算机的嵌入式操作系统。
计算环境 操作系统总是在某种计算环境中设置和使用,就目前来看计算环境可分为以下几类:
操作系统类别与计算环境
1. 传统计算环境
指普通意义下的独立或联网工作下所形成的计算环境。
互联网的普及使得计算被延伸到Web环境。
嵌入式计算机就是安装在某些设备上的计算部件,其计算相对比较简单。
进程的概念
进程管理
什么是进程?它与程序有什么区别?
程序:用户为完成某一个特定问题而编写的操作步骤。
进程:可简单地看作是正在执行的程序。但是进程需要一定的资源来完成它的任务(例如CPU时间、内存、文件和I/O设备) 。
进程与程序的区别在于进程是动态的、有生命力的,而程序是静态的。一个程序加载到内存,系统就创建一个进程,程序执行结束后,该进程也就消亡了。
在计算机中,由于多个程序共享系统资源,就必然引发对CPU的争夺。如何有效地利用CPU资源,如何在多个请求CPU的进程中选择取舍,这就是进程管理要解决的问题。
运行态
阻塞态
就绪态
1
2
3
4
运行态:在该时刻进程
占用CPU。
就绪态:满足运行条件,但
其它进程正在运行
而暂时被挂起。
阻塞态:除非某种外部事件
发生,否则不能运
行。
。
。
。
4. 输入可用。
进程的状态转移
进程管理
进程的状态转移
新的
就绪
运行
终止
阻塞
允许
中断
退出
允许
进程状态及转换图
进程管理
如CPU时间片被用完,迫使进程让出CPU
进程等待分配CPU
进程已分配到CPU,正在被执行。
进程正在被创建
进程已完成
进程等待一些事件的出现
如进程可能要使用某个I/O设备而进入等待状态,等待使用相应的设备,当 I/O完成后进程进入就绪队列。
进程控制块
进程管理
为了控制进程,操作系统就必须知道进程存储在哪里,以及进程的一些属性。
进程控制块是进程实体的一部分,是操作系统中记录进程的专用数据结构。一个新的进程创建时,操作系统就会为该进程建立一个进程控制块。操作系统根据进程控制块对并发进程进行控制。