文档介绍：操作系统辅导汤子赢、哲风屏、汤小丹第一章操作系统引论一、操作系统操作系统——是裸机上的第一层软件, 它是对硬件系统功能的首次扩充, 是填补人与机器之间的鸿沟。设置操作系统的目的: 1 、方便性: 操作系统使计算机更易于使用 2 、有效性: 操作系统允许以更有效的方式使用计算机系统资源。 3 、可扩展性: 在操作系统中, 允许有效地开发,测试和引进新的系统功能。 4 、开放性: 实现应用程序的可移植性和互操作性, 要求具有统一的开放的环境。 OS 的作用: 计算机用户需要的用户命令由 OS 实现的所有用户命令所构成的集合常被人们称为 OS 的 Interface ( 用户接口), 有时也称为命令接口。命令的表示形式: 字符形式: 较灵活但因繁琐而难记; 菜单形式:( 试图在字符终端上提供友好的用户界面) 图形形式: 因直观而易记但不灵活。应用软件需要的 System Call ( 系统调用) 由 OS 实现的所有系统调用所构成的集合被人们称为程序接口或应用编程接口(A pplication P rogramming I nterface,API) 。操作系统作为计算机系统资源管理者。 1 、处理机管理:分配和控制 CPU 。 2 、存储器管理:内存分配与回收。 3、 I/O 设备管理: I/O 设备的分配与操纵。 4 、文件管理:文件的存取、共享和保护。操作系统用作扩充机器功能,使其便于使用的机器,这种机器又称为虚拟机。二、操作系统的发展: 无操作系统时的计算机系统: 1 、人工操作方式一台计算机的所有资源由用户独占, 降低了计算机资源利用率, 人操作慢, 出现了严重的人机矛盾。 2 、脱机输入输出方式在外围计算机的控制下,实现输入输出。主要解决了 CPU 与设备之间不匹配的矛盾单道批处理系统: 1 、在内存中仅存一道作业运行,运行结束或出错,才自动调另一道作业运行。 2 、单道批处理系统主要特征:自动性、顺序性、单道性。 3 、单道批处理系统主要优点:减少人工操作,解决了作业的自动接续。 4 、单道批处理系统主要缺点:平均周转时间长,没有交互能力。多道批处理系统: 一、多道程序的概念: 在内存中存放多道作业运行,运行结束或出错,自动调度内存中的另一道作业运行。多道程序带来的好处: 1 、提高 CPU 的利用率。 2 、提高内存和 I/O 设备利用率。 3 、增加系统吞吐率。二、多道批处理系统主要特征: 多道性、无序性、调度性(进程调度和作业调度)。三、多道批处理的主要优点:提高了资源利用率和吞吐能力。多道批处理的主要缺点:平均周转时间长,没有交互能力。分时系统: 五、分时系统的产生用户需要:人机交互、共享主机、便于用户上机二、分时系统实现的方法简单分时系统具有“前台”和“后台”的分时系统多道分时系统三、分时系统实现中的关键问题: 及时接收:实现多个用户的信息及时接收。及时处理:及时控制作业的运行。四、分时系统的特征: 多路性:多个用户分时使用一台计算机。独立性:独立运行,不混淆,不破坏。及时性:系统能在很短的时间得到回答。交互性:能实现人机对话。五、影响响应时间的若干因素: Ti= NQ + + Twap 改善响影时间的方法采用重入码减少信息的对换量采用虚拟存储技术, 减少信息对换量实时系统: 所谓实时系统: 是计算机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, 并控制所有实时设备和实时任务协调一致的运行。一、实时系统分为两类 1、实时控制系统 2、实时信息处理系统二、实时任务的类型 1 、按任务执行是否为周期性来化分 2 、按截止时间来化分三、实时系统的特征 1、多路性:能对多个对象进行控制。 2 、独立性:独立运行,不混淆,不破坏。 3 、交互性:仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。 4 、可靠性:高可靠性,应具有过载防护能力。 5 、及时性:不同的系统要求不一样,控制对象必须在截止时间内完成。三、操作系统的基本特征现代 OS 的四个基本特征: 1 、并发 2 、共享 3 、虚拟 4 、异步并发: 并发是最重要的特征,其它特征都以并发为前提。并发——并行性和并发性,并发执行的过程。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。任务共行从宏观上看,任务共行是指系统中有多个任务同时运行从微观上看,任务共行是指单处理机系统中的任务并发( Task Concurrency :即多个任务在单个处理机上交替运行) 或多处理机系统中的任务并行( Task Parallelism : 即多个任务在多个处理机上同时运行)。共享: 所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。 1 、互斥共享方式: 把在一段时间内只允许一个进程访问的资源,称为临界资源。系统