計算機軟件及應(yīng)用LESS課件

1、第三章計算機操作系統(tǒng)與Windows XP本章的主要內(nèi)容操作系統(tǒng)概述 操作系統(tǒng)功能什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是方便用戶、管理和控制計算機軟、硬件資源的系統(tǒng)軟件（或程序集合） 操作系統(tǒng)：計算機系統(tǒng)的“管家管理計算機的硬件和軟件資源“管家”的主人：計算機用戶目標(biāo)：為計算機用戶服務(wù)操作系統(tǒng)的多角度視圖從用戶服務(wù)的角度操作系統(tǒng)是顯示器屏幕上提供的桌面、開始菜單等從管理資源的角度操作系統(tǒng)是計算機中各種軟硬件資源的管理者負責(zé)資源的登記、狀況的記錄、分配、回收以及維護其完整性等 操作系統(tǒng)的發(fā)展史第一代(19451955)電子真空管和插件板，機器語言、沒有OS、體積大速度慢。第二代（19551965）晶體管和批處

2、理，有Fortran和匯編、按批處理作業(yè),有了監(jiān)控程序。第三代（19651980）集成電路和多道程序，多道程序（Multiprogramming)、聯(lián)機即時外設(shè)操作(Spooling)操作系統(tǒng)走向成熟。第四代（19801990）個人機時代，大規(guī)模集成電路，有了成熟的操作系統(tǒng)產(chǎn)品MS-dos 、UNIX。新的發(fā)展趨勢（90年以后）網(wǎng)絡(luò)OS、分布式OS操作系統(tǒng)分類批處理操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng) 批處理操作系統(tǒng)指用戶作業(yè)的成批輸入并處理系統(tǒng)將作業(yè)一批一批地輸入系統(tǒng)并暫存在外存中每次按一定的調(diào)度原則從后備作業(yè)中挑選一個或多個裝入主機處理，作業(yè)完成后退出主機作業(yè)的裝入和

3、退出均由系統(tǒng)自動實現(xiàn) 批處理操作系統(tǒng)分為單道批處理操作系統(tǒng) 多道批處理操作系統(tǒng)多道程序設(shè)計原理分時操作系統(tǒng) 引入分時技術(shù)把CPU的時間分成很短的時間片（例如，幾十至幾百毫秒） ，多個任務(wù)輪流占用分時操作系統(tǒng)具有多路性 、獨占性 、及時性 、交互性 分時技術(shù)原理 實時操作系統(tǒng) 在盡量短的時間內(nèi)完成用戶所要求的工作或做出響應(yīng)，不延誤用戶的工作要求瞬時響應(yīng)實時控制和實時信息處理領(lǐng)域高可靠性，任何重要數(shù)據(jù)信息的錯誤和丟失都可能意味著嚴重的經(jīng)濟損失，甚至可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 在原來各自計算機操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，按照網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提供計算機網(wǎng)絡(luò)管理、通信、資源共享、系統(tǒng)安全和多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)

4、操作系統(tǒng)功能 網(wǎng)絡(luò)資源共享 網(wǎng)絡(luò)通信 作業(yè)遷移 分布式操作系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)將物理上分布的具有自治功能的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或計算機系統(tǒng)互聯(lián)起來，實現(xiàn)信息交換和資源共享、協(xié)作完成任務(wù)統(tǒng)一的操作系統(tǒng)來管理系統(tǒng)中的所有資源負責(zé)全系統(tǒng)的資源分配和調(diào)度、任務(wù)劃分、信息傳輸、控制協(xié)調(diào)等為用戶提供一個統(tǒng)一的界面操作系統(tǒng)的功能作業(yè)管理處理機管理存儲管理設(shè)備管理文件管理 作業(yè)管理作業(yè)是由用戶程序、數(shù)據(jù)及某種形式的控制所組成，是指用戶在一次計算過程或在一次事務(wù)處理過程中，要求計算機系統(tǒng)所做工作的集合作業(yè)管理用戶通過命令（命令接口）或者程序（系統(tǒng)調(diào)用）向計算機發(fā)出請求多個用戶的請求以用戶作業(yè)的方式在后備存儲設(shè)備中等待計算機

5、收到用戶請求后，利用操作系統(tǒng)提供的命令解釋來調(diào)用相應(yīng)的處理程序，有序有效地使用各種系統(tǒng)資源，完成用戶作業(yè)的處理作業(yè)狀態(tài)進入狀態(tài)后備狀態(tài)運行狀態(tài)終止?fàn)顟B(tài)作業(yè)管理的用戶接口命令接口鍵盤操作命令和作業(yè)控制命令菜單命令程序接口程序模式下的系統(tǒng)調(diào)用接口計算機硬件操作系統(tǒng)系統(tǒng)工具應(yīng)用軟件應(yīng)用用戶應(yīng)用開發(fā)人員操作系統(tǒng)開發(fā)人員進程定義（Process）行為的一個規(guī)則叫做程序，程序在處理機上執(zhí)行時所發(fā)生的活動稱為進程（Dijkstra)。進程是這樣的計算部分，它是可以和其它計算并行的一個計算。(Donovan)進程（有時稱為任務(wù)）是一個程序與其數(shù)據(jù)一道通過處理機的執(zhí)行所發(fā)生的活動。（Alan.C. Shaw)進

6、程是執(zhí)行中的程序。（Ken Thompson and Dennis Ritchie )教材上給出的進程的定義： 進程，即是一個具有一定獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次活動進程特性動態(tài)性，程序的一次執(zhí)行過程 并發(fā)性，多個進程能在一段時間內(nèi)同時運行 獨立性進程是一個能獨立運行、獨立分配資源和獨立調(diào)度的基本單位 異步性 以各自獨立的、不可預(yù)知的方向和速度向前推進 結(jié)構(gòu)特性由程序段、數(shù)據(jù)段和進程控制塊（PCB）3部分組成 進程狀態(tài)進程控制創(chuàng)建撤銷阻塞喚醒 進程調(diào)度先來先服務(wù)調(diào)度算法 優(yōu)先級調(diào)度算法 時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法. 進程死鎖P1繼續(xù)執(zhí)行需要資源R2，但R2被P2所占用，P1掛起，等待資源R2被

7、釋放；P2繼續(xù)執(zhí)行需要資源R1，但R1被P1所占用，P2掛起，等待資源R1被釋放；P1、P2均掛起，導(dǎo)致資源R1和R2無法得到釋放，P1、P2處于死鎖狀態(tài)；進程與程序進程動態(tài)程序的一次執(zhí)行不可復(fù)制可以生成其它進程程序靜態(tài)指令集可復(fù)制不能生成新程序兩者沒有一一對應(yīng)關(guān)系線程（Thread）由進程進一步派生出來的一組代碼（指令組）的執(zhí)行過程一個進程可以產(chǎn)生多個線程這些線程共享該進程的內(nèi)存地址空間可以并發(fā)、異步地執(zhí)行線程技術(shù)使同一個進程分成幾個并發(fā)執(zhí)行的路徑執(zhí)行速度得到了更大的提高線程需要的系統(tǒng)開銷比進程要小進程與線程(1)進程與線程(2)進程線程資源獨立擁有資源可以訪問其隸屬進程的資源，代碼段、數(shù)據(jù)

8、段、已打開的文件、輸入輸出設(shè)備等調(diào)度調(diào)度與分派的基本單位并發(fā)性可以并發(fā)執(zhí)行可以并發(fā)執(zhí)行系統(tǒng)開銷創(chuàng)建或撤銷，操作系統(tǒng)為之分配或回收資源同一進程內(nèi)的多個線程具有相同的地址空間，線程間的同步與互斥的實現(xiàn)比較容易存儲管理的功能內(nèi)存分配與回收 為每道程序分配內(nèi)存空間地址映射物理地址和邏輯地址之間的映射關(guān)系 內(nèi)存共享與保護 為多道程序提供獨立的存儲空間為不同進程提供數(shù)據(jù)共享機制內(nèi)存擴充虛擬存儲技術(shù) 存儲管理的方式分區(qū)式存儲管理 分頁式存儲管理 段式存儲管理 段頁式存儲管理 設(shè)備管理的功能分配設(shè)備 設(shè)備處理 輸入輸出緩沖區(qū)管理 設(shè)備獨立性 文件管理的功能文件讀寫管理 文件目錄管理 文件存儲空間管理 提供方便的接口 命令接口程序接口文件系統(tǒng)的可靠性與一致性 備