文档介绍：计算机操作系统计算机操作系统第一章 计算机操作系统的目标和作用 目标: 1. 有效性(1 )提高系统资源利用率(2 )提高系统的吞吐量 2. 方便性 3. 可扩充性 4. 开放性 操作系统的作用 1. 作为用户与计算机硬件系统之间的接口用户可通过以下方式使用计算机: (1 )命令方式(2 )系统调用方式(3 )图形、窗口方式 2. 作为计算机系统资源的管理者 3. 实现资源的抽象 推动操作系统发展的主要动力 1. 不断提高计算机资源的利用率 2. 方便用户 3. 器件的不断更新换代 4. 计算机体系结构的不断发展 操作系统的发展过程 无操作系统的计算机系统 1. 人工操作方式缺点: (1 )用户独占全机(2) CPU 等待人工操作 2. 脱机输入/ 输出方式优点: (1 )减少了 CPU 的空闲时间(2 )提高了 I/O 速度 单道批处理系统 1. 单道批处理系统过程 2. 单道批处理系统特征(1 )自动性(2 )顺序性(3 )单道性 多道批处理系统 1. 多道程序设计的基本概念在该系统中,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。多道程序设计技术的好处: (1 )提高 CPU 的利用率(2 )可提高内存和 I/O 设备利用率(3 )增加系统吞吐量 2. 多道批处理系统的优缺点: (1 )资源利用率高(2 )系统吞吐量大(3 )平均周转时间长(4 )无交互能力 3. 多道批处理系统需要解决的问题(1 )处理机管理问题(2 )内存管理问题(3) I/O 设备管理问题(4 )文件管理问题(5 )作业管理问题 分时系统 1. 产生:满足用户的几个需求: (1 )人—机交互(2 )共享主机(3 )便于用户上机定义: 在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端, 同时允许多个用户通过自己的终端, 以交互方式使用计算机, 共享主机中的资源。 2. 分时系统实现中的关键问题最关键的问题是是如何用户能与自己的作业进行交互(1 )及时接收(2 )及时处理作业直接进入内存 3. 特征: (1 )多路性(2 )独立性(3 )及时性(4 )交互性 实时系统定义: 系统能及时响应外部事件的请求, 在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。 1. 应用需求(1 )实时控制(2 )实时信息处理 2. 实时任务 1 )按任务执行是否呈现周期性来划分(1 )周期性实时任务(2 )非周期性实时任务注:有开始截止时间或完成截止时间 2 )根据对截止时间的要求来划分(1 )硬实任务(2 )软实任务 3. 实时系统与分时系统特征的比较(1 )多路性。实时系统主要表现在系统周期性对多路现场信息进行采集, 以及对多个对象或多个执行机构进行控制。分时系统中的多路性则与用户情况有关,时多时少。(2 )独立性。(3 )及时性。实时系统响应时间一般为毫秒级甚至低于 100 微秒。(4 )交互性。实时系统的交互仅限于访问系统某些特定的专用服务程序。(5) 可靠性。实时系统要求系统具有高度的可靠性, 在实时系统中, 往往采取多级容错措施来保障系统的安全性及数据的安全性。 微机操作系统的发展 1. 单用户单任务操作系统 1) CP/M 8位 2) MS-DOS 16位 2. 单用户多任务操作系统 3. 多用户多任务操作系统代表 UNIX OS 1) Solaris OS 2)Linux OS 操作系统的基本特性 并发性 1. 并行与并发并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生, 而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。倘若在计算机系统中有多个处理机, 则这些可以并发执行的程序便可被分配到多个处理机上, 实现并行执行,即利用每个处理机来处理一个可并发执行的程序,这样,多个程序便可同时执行。 2. 引入进程进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位。 3. 引入线程在引入线程的 OS 中,通常都是把进程作为分配资源的基本单位,而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位 共享性共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程( 线程) 共同使用,把资源共同使用称作资源共享。实现资源共享的方式: 1. 互斥共享方式仅当 A 进程访问完毕并释放该资源后, 才允许另一进程对该资源进行访问。 2. 同时访问方式并发和共享是操作系统的两个最基本特征,它们又是互为存在的条件。 虚拟技术虚拟指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。在操作系统中利用了两种方式