文档介绍：第八章操作系统
什么是操作系统?
操作系统的特性
操作系统的功能
操作系统的种类
操作系统的结构
操作系统的资源管理
操作系统的发展
什么是操作系统?
操作系统OS(Operating System)连接用户与计算机硬件的接口,管理计算机系统资源的集合。是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的第一次扩充。
实质:计算机操作系统是一种软件,属于系统软件,但又不同于其它系统软件。
作用:相当于计算机系统的“管家”,要管理的“家务”就是管理和控制计算机的软硬件资源。
使命:两大使命是服务用户和管理资源,使用户方便地使用计算机,同时还要将计算机资源充分利用,特别是像CPU、内存、显示器、打印机等“共享资源”。
操作系统是加到计算机硬件上的第一层软件,他是对计算机硬件的首次扩充。
硬件的发展
操作系统更新换代
两种不同级别的用户接口:最终用户接口和程序员接口
计算机硬件
操作系统
各种工具软件
应用软件
最终用户
程序员
操作系统
设计人员
命令行式用户接口、图形用户接口
也称作系统调用接口如:Windows API(应用编程接口)
操作系统的特性
程序的并发执行(Concurrence)
并发:指两个或两个以上的事件在同一时间间隔中发生。即指宏观上在一段时间内多个进程在“同时”运行
资源的共享(Sharing)
共享:指计算机系统中的硬件资源和软件资源不仅仅为某一程序或者某一用户所独享,多个拥有授权的程序或用户都可以使用。为了提高计算机的利用率
互斥访问:系统中的许多资源(打印机)虽然多个程序都能使用,但在某一时间却只能允许一个程序使用。这种在一段时间内只允许一个程序使用的资源称作临界资源
同时访问:允许多个进程在一段时间内同时访问。
虚拟性(Virtual)
定义:把物理实体映射为一个或者多个逻辑实体。
主要目的:就是向用户提供一个方便、高效、易于使用的操作环境。
异步性(Asynchronism)
也可称作随机性、不确定性(运算结果的不确定)
进程的执行并非“一气呵成”,而是以“走走停停”的方式运行。每道程序总共需要多少时间才能完成,都是不可预知的。我们说进程是以异步方式运行的。
实际存在的
用户的看法和感觉
处理机管理(进程管理):处理机管理的主要任务,是对处理机进行分配,并对其运行进行有效地控制和管理。在多任务环境中,处理机的分配和运行都是以进程为基本单位的。
进程管理的主要任务:为运行程序创建进程、进程调度、进程间通讯和程序运行完成后撤销进程。
进程:又称任务,是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位,它是一个活动实体。
操作系统的功能
存储器管理:主要是为每个进程分配内存、当进程被撤销时回收分配出去的内存。
映射功能:把应用程序的逻辑地址正确的映射到物理地址。
逻辑地址:应用程序所限定的地址范围叫做该程序的地址空间,即逻辑地址。
物理地址:指在内存空间上。
虚拟功能:提供比实际大得多的“内存”供应用程序使用
设备管理:对设备进行分配、调度以提高整个计算机系统的运行效率,还屏蔽各种设备的物理特性。完成用户提出的I/O请求,为用户分配I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率;提高I/O速度;
文件管理:计算机所有信息都以文件的形式保存在存储介质上。功能:数据存储空间的分配、回收,文件的读写、查找机制和安全机制。
作业管理:作业就是用户提交的任务。包括用户应用程序所需要的数据以及控制应用程序执行的指令两部分。作业调度功能。
作业管理与进程管理:都需要进行调度和资源分配;作业调度是由用户来完成的,也叫高级调度;进程管理是操作系统的任务,对用户都是透明的。
OS的形成迄今已有约50年的时间。50年代中期出现第一个简单的批处理操作系统。60年代中期产生了多道程序批处理系统,不久又出现了基于多道程序的分时系统。80年代是计算机局域网发展的年代,也是OS(实时系统)和LAN OS(网络操作系统)形成和发展的年代。
操作系统的种类
单道批处理系统
它只能是OS的前身而并非是现在人们所理解的OS。自动性:顺利的情况下,在磁带上的一批作业能自动逐个作业一次运行,而无需人工干预。
顺序性:磁带上各道作业是顺序进入内存,先调入内存的作业先完成。
单道性:内存中仅有一道程序运行,即监督程序每次从磁带上只调入一道程序进入内存运行。仅当程序完成或发生异常情况时,才调入其后继程序进入内存运行。