操作系統(tǒng)第1章

操作系統(tǒng)教材：《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》第三版湯子瀛等編著西安電子科技大學(xué)出版社指導(dǎo)教師：趙芳辦公室：主樓715勇于開始，才能找到成功的路國內(nèi)教材參考書1南京大學(xué)孫鐘秀院士2第四版勇于開始，才能找到成功的路國外教材參考書12第六版

國外經(jīng)典Windows分析教材操作系統(tǒng)概念第九版國外經(jīng)典操作系統(tǒng)教材3國外經(jīng)典UNIX教材勇于開始，才能找到成功的路

學(xué)時(shí)與考核課時(shí)理論課56學(xué)時(shí)+實(shí)驗(yàn)課8學(xué)時(shí)考核期末閉卷60%：平時(shí)成績40%：考勤、實(shí)驗(yàn)、課堂表現(xiàn)答疑地點(diǎn)：主樓715時(shí)間：勇于開始，才能找到成功的路課程的地位及特點(diǎn)本課程地位

專業(yè)核心課程

考研核心課程

技術(shù)開發(fā)的理論基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)

1、概念多、較抽象，其整體實(shí)現(xiàn)思想和技術(shù)難于理解

2、涉及面廣（計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)/硬件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、程序方法論、軟件工程等等）

3、錯(cuò)綜復(fù)雜：縱橫交錯(cuò)操作系統(tǒng)是目前最復(fù)雜的軟件系統(tǒng)之一。勇于開始，才能找到成功的路為什么學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)

加深對使用的操作系統(tǒng)的理解，有利于深入編程；用戶為了開發(fā)應(yīng)用程序必須與操作系統(tǒng)打交道編程時(shí)借鑒操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和算法（比如微內(nèi)核、宏內(nèi)核等）操作系統(tǒng)中所用的許多概念和技巧可以推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域存在人們意識不到的大量“操作系統(tǒng)”（如:嵌入式系統(tǒng)－家電、手機(jī)）勇于開始，才能找到成功的路課程要求必須按時(shí)上課，勿遲到、早退、曠課，有事提前請假，嚴(yán)禁玩手機(jī)；課堂上：認(rèn)真聽講，以聽講討論為主，加以適當(dāng)筆記。課后：做好預(yù)習(xí)，復(fù)習(xí)工作；必須認(rèn)真、獨(dú)立、按時(shí)完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)，且勿抄襲！勇于開始，才能找到成功的路☆第一章操作系統(tǒng)引論☆☆☆第二章進(jìn)程管理☆☆☆第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖☆☆☆第四章存儲器管理☆☆第五章設(shè)備管理☆☆第六章文件管理章節(jié)安排勇于開始，才能找到成功的路第一章操作系統(tǒng)引論操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用1操作系統(tǒng)的發(fā)展過程2操作系統(tǒng)的基本特性3操作系統(tǒng)的主要功能4OS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（了解自學(xué)）5勇于開始，才能找到成功的路管理者？CPU存儲器輸入/輸出設(shè)備各種信息任務(wù)操作系統(tǒng)1·1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用1、什么是操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路1、什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程以及方便用戶使用計(jì)算機(jī)的程序集合。1·1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用勇于開始，才能找到成功的路1·1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用（緊貼系統(tǒng)硬件之上，所有其他軟件之下，是其他軟件的共同環(huán)境）2、操作系統(tǒng)的地位計(jì)算機(jī)硬件操作系統(tǒng)開發(fā)軟件應(yīng)用程序操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)者程序員終端用戶計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)勇于開始，才能找到成功的路1·1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用3、操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)有效性1方便性2可擴(kuò)充性3開放性4勇于開始，才能找到成功的路1·1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用從資源管理的觀點(diǎn)——OS作為資源管理器：

4、操作系統(tǒng)的作用

在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，通常都含有各種各樣的硬件和軟件資源。歸納起來可將資源分為四類：處理器存儲器I/O設(shè)備文件(數(shù)據(jù)和程序)。勇于開始，才能找到成功的路1·1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用?監(jiān)視這些資源該資源有多少（Howmuch)該資源在哪里（Where)該資源誰在使用（Who‘s)該資源有多少可分配（Howmanyisfree)該資源使用歷史（When)該資源狀態(tài)如何（How)?實(shí)施某種資源分配策略:誰有權(quán)獲得？何時(shí)獲得？獲得多少？?分配這種資源：按已定策略，對符合條件者分配資源?回收這種資源:使用完，對該資源進(jìn)行回收，以備再使用勇于開始，才能找到成功的路1·1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用從軟件分層、擴(kuò)允機(jī)器的觀點(diǎn)——虛擬機(jī)：提供硬件的高層界面(虛擬機(jī)),取消硬件限制，擴(kuò)充機(jī)器，使計(jì)算機(jī)功能更強(qiáng)大，使用更方便圖1-2

I/O軟件隱藏了I/O操作實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)勇于開始，才能找到成功的路1·1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用從服務(wù)用戶的觀點(diǎn)——OS用戶與裸機(jī)間接口：

操作系統(tǒng)為方便用戶使用計(jì)算機(jī)提供了三種訪問接口：

1）命令接口:2）系統(tǒng)調(diào)用接口:3）圖形、窗口接口：

編程更為容易，軟件可移植性增強(qiáng)；使用更為方便。勇于開始，才能找到成功的路1·1操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力是用戶的需求，并隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展完善。

1）提高資源的利用率和系統(tǒng)性能：

2）方便用戶：

3）硬件的發(fā)展：CPU的位寬度（指令和數(shù)據(jù)）、快速外存、新硬件、新技術(shù)的出現(xiàn)等。

4）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。5、推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力勇于開始，才能找到成功的路華羅庚說過：“學(xué)數(shù)學(xué)如果不做習(xí)題，就等于入寶山而空返?！?.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由___________和__________兩部分組成。2.操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一種系統(tǒng)軟件，它以盡量合理、有效的方式組織和管理計(jì)算機(jī)的______，并控制程序的運(yùn)行，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。3.簡述操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的位置。4.判斷： 系統(tǒng)初啟引導(dǎo)過程不屬于操作系統(tǒng)。勇于開始，才能找到成功的路第二節(jié)操作系統(tǒng)的發(fā)展過程1無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2單道批處理系統(tǒng)3多道批處理系統(tǒng)4分時(shí)系統(tǒng)5實(shí)時(shí)系統(tǒng)6微機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展勇于開始，才能找到成功的路1.2.1操作系統(tǒng)的發(fā)展過程——無操作系統(tǒng)時(shí)期1、手工操作方式（1946-50年代，電子管時(shí)代）【特點(diǎn)】：計(jì)算機(jī)資源昂貴，沒有操作系統(tǒng)【工作方式】：用戶：用戶既是程序員、操作員，還是計(jì)算機(jī)專業(yè)人員；編程語言：為機(jī)器語言；輸入輸出：紙帶或卡片；【計(jì)算機(jī)的工作特點(diǎn)】：用戶獨(dú)占全機(jī)：用戶獨(dú)占計(jì)算機(jī)所有資源，資源利用率低；CPU等待用戶：計(jì)算前，手工裝入紙帶或卡片；計(jì)算完成后，手工卸取紙帶或卡片；CPU利用率低；【主要矛盾】：計(jì)算機(jī)處理能力的提高，手工操作的低效率用戶獨(dú)占全機(jī)的所有資源；程序員穿孔程序員卡片盒勇于開始，才能找到成功的路2．脫機(jī)輸入/輸出方式（20世紀(jì)50年代末）該技術(shù)是事先將裝有用戶程序和數(shù)據(jù)的紙帶(或卡片)裝入紙帶輸入機(jī)(或卡片機(jī))，在一臺外圍機(jī)的控制下，把紙帶(卡片)上的數(shù)據(jù)(程序)輸入到磁帶上。當(dāng)CPU需要這些程序和數(shù)據(jù)時(shí)，再從磁帶上將其高速地調(diào)入內(nèi)存。1.2.1操作系統(tǒng)的發(fā)展過程——無操作系統(tǒng)時(shí)期圖1-3脫機(jī)I/O示意圖

勇于開始，才能找到成功的路1.2.1操作系統(tǒng)的發(fā)展過程——無操作系統(tǒng)時(shí)期何謂脫機(jī)？

由于程序和數(shù)據(jù)的輸入和輸出都是在外圍機(jī)的控制下完成的，或者說，它們是在脫離主機(jī)的情況下進(jìn)行的，故稱為脫機(jī)輸入/輸出方式；反之，在主機(jī)的直接控制下進(jìn)行輸入/輸出的方式稱為聯(lián)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：

(1)減少了CPU的空閑時(shí)間。

(2)提高了I/O速度。缺點(diǎn)：

作業(yè)切換手工操作，占用時(shí)間用戶獨(dú)占全機(jī)的所有資源

勇于開始，才能找到成功的路1.2.2操作系統(tǒng)的發(fā)展過程——單道批處理時(shí)期單道批處理系統(tǒng)（50年代末-60年代中，晶體管）【方法】：

利用磁帶把若干個(gè)作業(yè)分類編成作業(yè)執(zhí)行序列，每個(gè)批作業(yè)由一個(gè)專門的監(jiān)督程序（Monitor）自動依次處理?？墒褂脜R編語言開發(fā)?！九幚碇械淖鳂I(yè)的組成】：用戶程序數(shù)據(jù)作業(yè)說明書（作業(yè)控制語言）【批】：供一次加載的磁帶或磁盤，通常由若干個(gè)作業(yè)組裝成，在處理中使用一組相同的系統(tǒng)軟件（系統(tǒng)帶）圖1-4單道批處理系統(tǒng)的處理流程

勇于開始，才能找到成功的路1.2.2操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—單道批處理時(shí)期【單道批處理的特征】：自動性:磁帶上一批作業(yè)能自動逐個(gè)依次運(yùn)行

順序性:作業(yè)順序進(jìn)入內(nèi)存,執(zhí)行與完成的順序和調(diào)入的順序完全相同。單道性:內(nèi)存中僅有一道程序,只有該程序完成或發(fā)生異常時(shí),才調(diào)入后繼程序進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行【單道批處理的主要問題】：

1、一個(gè)用戶獨(dú)占全部資源。CPU負(fù)責(zé)計(jì)算，也負(fù)責(zé)傳輸,CPU與外設(shè)速度不匹配。

2、CPU與I/O串行資源利用率仍然很低。

3、用戶與作業(yè)交互性差，作業(yè)執(zhí)行時(shí)用戶不能干預(yù)勇于開始，才能找到成功的路執(zhí)行系統(tǒng)階段（60年代初）：

發(fā)展了通道技術(shù)和中斷技術(shù)，這些技術(shù)的出現(xiàn)使監(jiān)督程序在負(fù)責(zé)作業(yè)運(yùn)行的同時(shí)提供I/O控制功能。而這個(gè)時(shí)期又被稱為執(zhí)行系統(tǒng)階段。1.2.2操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—執(zhí)行系統(tǒng)時(shí)期借助于通道與中斷技術(shù)，I/O工作可以在主機(jī)控制之下完成。這時(shí)，原有的監(jiān)督程序不僅要負(fù)責(zé)調(diào)度作業(yè)自動地運(yùn)行，而且還要提供I/O控制功能(即用戶不能直接使用啟動外設(shè)的指令，他的I/O請求必須通過系統(tǒng)去執(zhí)行)，它比原有的功能增強(qiáng)了。這個(gè)發(fā)展了的監(jiān)督程序常駐主存，稱為執(zhí)行系統(tǒng)。勇于開始，才能找到成功的路

EG:一個(gè)作業(yè)在運(yùn)行過程中依此輸入N批數(shù)據(jù)。每批輸入1000個(gè)字符。輸入機(jī)每輸入1000個(gè)字符需用1000ms，而處理機(jī)處理這些數(shù)據(jù)則需300ms。處理機(jī)還要等待？當(dāng)中斷和通道技術(shù)出現(xiàn)以后，I/O設(shè)備和中央處理機(jī)可以并行操作，這時(shí)程序的并行還受什么限制？中斷和通道技術(shù)出現(xiàn)以后，并不能完全消除中央處理機(jī)對外部傳輸?shù)牡却?。勇于開始，才能找到成功的路單道批處理系統(tǒng)的主要問題CPU和I/O設(shè)備使用忙閑不均（取決于當(dāng)前作業(yè)的特性）。對計(jì)算為主的作業(yè)，外設(shè)空閑；對I/O為主的作業(yè)，CPU空閑；60年代中~70年代中（集成電路），利用多道批處理提高資源的利用率。勇于開始，才能找到成功的路1）多道程序設(shè)計(jì)原理：

在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序，它們在管理程序的控制下相互穿插地運(yùn)行，共享CPU和外設(shè)等資源。宏觀并行、微觀串行。

2）多道程序設(shè)計(jì)的特征：多道：同時(shí)存在兩道或兩道以上的程序處于執(zhí)行的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)中間。無序性：程序的執(zhí)行順序和進(jìn)入順序并不一定一致調(diào)度性：作業(yè)完成需兩次調(diào)度：作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度1.2.3操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)（60年代末~70年代中，集成電路）勇于開始，才能找到成功的路1.2.3操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—多道批處理系統(tǒng)單道：用戶程序監(jiān)督程序I/O操作I/O請求啟動I/OI/O完成I/O請求多道：程序A程序B程序C調(diào)度程序A:I/O請求A:I/OB:I/O請求B:I/OC:I/OA:完成tt勇于開始，才能找到成功的路3）多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：<優(yōu)>資源利用率高：<優(yōu)>作業(yè)吞吐量大：<缺>作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長：<缺>用戶交互性差：1.2.3操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—多道批處理系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路4）多道批處理需要解決的問題

處理機(jī)管理問題。(2)內(nèi)存管理問題。(3)I/O設(shè)備管理問題。(4)文件管理問題。(5)作業(yè)管理問題。

1.2.3操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—多道批處理系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路上節(jié)內(nèi)容回顧什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位和作用操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程手工操作時(shí)期——太慢脫機(jī)輸入輸出時(shí)期——減少I/O時(shí)間單道批處理——由手工變自動執(zhí)行系統(tǒng)階段——CPU和I/O設(shè)備并行工作多道批處理——多道程序同時(shí)進(jìn)駐內(nèi)存執(zhí)行勇于開始，才能找到成功的路

（97年高級程序員試題2）在有一臺處理機(jī)CPU和兩臺輸入輸出設(shè)備IO1和IO2，且能夠?qū)崿F(xiàn)搶先式多任務(wù)并行工作的多道程序環(huán)境內(nèi)，投入運(yùn)行優(yōu)行級由高到低的P１、P2、P3三個(gè)作業(yè)。它們使用設(shè)備的先后順序和占用設(shè)備時(shí)間分別是：作業(yè)P1:IO2(30ms),CPU(10ms),IO1(30ms),CPU(10ms)

作業(yè)P2:IO1(20ms),CPU(20ms),IO2(40ms)

作業(yè)P3:CPU(30ms),IO1(20ms)

在控制程序介入時(shí)間可以忽略不計(jì)的假設(shè)下，作業(yè)P1、P2、P3

從投入到完成所用的時(shí)間分別是多少？三個(gè)作業(yè)從投入運(yùn)行到全部完成，CPU、IO1和IO2的利用率分別是多少？相關(guān)習(xí)題勇于開始，才能找到成功的路【問題知識點(diǎn)】：

1）作業(yè)調(diào)度的方式：CPU有二種調(diào)度的方式：非搶占方式和搶占方式，由題義決定為搶先式。輸入輸出設(shè)備非搶占方式調(diào)度；

2）選擇調(diào)度作業(yè)原則：優(yōu)先權(quán)；資源（CPU、I/O設(shè)備、內(nèi)存等）滿足要求；

3）各設(shè)備的利用率

-指該設(shè)備的使用時(shí)間同作業(yè)進(jìn)程組全部完成所占用最長時(shí)間的比率。勇于開始，才能找到成功的路課堂練習(xí)1.1

操作系統(tǒng)是一種

A，在操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計(jì)方式能提高CPU和外部設(shè)備的

B。一般來說，為了實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)需要有

C。A:(1)通用軟件；(2)系統(tǒng)軟件；

(3)應(yīng)用軟件；(4)軟件包。B:(1)利用效率；(2)可靠性；

(3)穩(wěn)定性；(4)兼容性。C：(1)更大的內(nèi)存；(2)更快的外部設(shè)備；

(3)更快的CPU；(4)更先進(jìn)的終端；答案：A(2),B(1),C(1)勇于開始，才能找到成功的路分時(shí)系統(tǒng)(Time-SharingSystem)

分時(shí)系統(tǒng)是為了滿足用戶需求所形成的一種新型OS。它與多道批處理系統(tǒng)之間，有著截然不同的性能差別。用戶的需求具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)人—機(jī)交互

(2)共享主機(jī)

(3)便于遠(yuǎn)地用戶上機(jī)

1.2.4操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—分時(shí)系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路分時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖1.2.4操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—分時(shí)系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路【分時(shí)系統(tǒng)】：多個(gè)用戶分時(shí)（分時(shí)的時(shí)間單位稱為時(shí)間片，通常為幾十毫秒）的使用同一計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)稱為分時(shí)系統(tǒng)。常用于查詢系統(tǒng)。主要采用時(shí)鐘和中斷技術(shù)。

分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法：系統(tǒng)配置多路卡及時(shí)接受各終端輸入命令和數(shù)據(jù)。及時(shí)處理，不允許某作業(yè)長期占用處理機(jī),將響應(yīng)周期分為很短的時(shí)間片,在該周期內(nèi)每個(gè)作業(yè)輪流執(zhí)行一次(占一個(gè)時(shí)間片)。每個(gè)作業(yè)可以及時(shí)接收用戶的命令和數(shù)據(jù),并能及時(shí)得到處理。1.2.4操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—分時(shí)系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路分時(shí)系統(tǒng)特征：多路性交互性“獨(dú)占”性及時(shí)性同時(shí)有多個(gè)用戶使用一臺計(jì)算機(jī)宏觀上：是多個(gè)人同時(shí)使用一個(gè)CPU微觀上：多個(gè)人在不同時(shí)刻輪流使用CPU用戶根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)一步提出新請求(用戶直接干預(yù)每一步)用戶感覺不到計(jì)算機(jī)為其他人服務(wù)（OS提供虛機(jī)器，各個(gè)用戶的虛機(jī)器互不干擾）響應(yīng)時(shí)間很短，系統(tǒng)對用戶提出的請求及時(shí)響應(yīng)1.2.4操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—分時(shí)系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路課堂練習(xí)

分時(shí)系統(tǒng)中，為使多個(gè)用戶能夠同時(shí)與系統(tǒng)交互，最關(guān)鍵的問題是

A，當(dāng)用戶數(shù)目為100時(shí)，為保證響應(yīng)不超過2秒；此時(shí)的時(shí)間片最大應(yīng)為

B。A：(1)計(jì)算機(jī)具有足夠的運(yùn)行速度；

(2)內(nèi)存容量應(yīng)足夠大；

(3)系統(tǒng)能及時(shí)地接收多個(gè)用戶輸入；

(4)能在一短的時(shí)間內(nèi)，使所有用戶程序都能運(yùn)行；

(5)能快速進(jìn)行內(nèi)外存對換。B：(1)10ms；(2)20ms；(3)50ms；

(4)100ms；(5)200ms。答案：A(4),B(2)勇于開始，才能找到成功的路實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在限定的時(shí)間內(nèi)對輸入進(jìn)行快速處理并作出響應(yīng)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng),主要特征是實(shí)時(shí)性和可靠性。

1）實(shí)時(shí)系統(tǒng)的分類：實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)：實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、并對此及時(shí)處理，進(jìn)而自動控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如火炮的自動控制系統(tǒng)、導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制，宇航自動控制等。實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)：要求計(jì)算機(jī)能夠在容許的延遲時(shí)間內(nèi)，響應(yīng)外部的事件請求，完成對該事件的處理，并控制所有的實(shí)時(shí)設(shè)備和實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)運(yùn)行。如飛機(jī)訂票系統(tǒng),期貨、股票交易系統(tǒng)等。1.2.5操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—實(shí)時(shí)系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路

2）實(shí)時(shí)任務(wù)：

（1)按任務(wù)執(zhí)行時(shí)是否呈現(xiàn)周期性來劃分：周期性實(shí)時(shí)任務(wù)

非周期性實(shí)時(shí)任務(wù)

（2)根據(jù)對截止時(shí)間的要求來劃分：

硬實(shí)時(shí)任務(wù)(Hardreal-timeTask)。

軟實(shí)時(shí)任務(wù)(Softreal-timeTask)。1.2.5操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—實(shí)時(shí)系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路1.2.5操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—實(shí)時(shí)系統(tǒng)3）需解決的主要問題（1）實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理：實(shí)時(shí)系統(tǒng)所用的時(shí)間都是由實(shí)時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生的脈沖來計(jì)量的。提供系統(tǒng)日期和時(shí)間、定時(shí)和延時(shí)等時(shí)鐘管理功能；（2）過載保護(hù):

過載是指進(jìn)入系統(tǒng)的任務(wù)數(shù)目超出系統(tǒng)處理能力。系統(tǒng)必須具備某種防護(hù)機(jī)制保證即使出現(xiàn)過載系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行短暫的峰值負(fù)載，用緩沖區(qū)平滑，即將任務(wù)收容于緩沖區(qū)連續(xù)的峰值負(fù)載，丟棄某些不重要的任務(wù)，動態(tài)調(diào)整任務(wù)周期（3）高度可靠性和安全性：冗余備份勇于開始，才能找到成功的路分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)的比較1）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)不同。分時(shí)系統(tǒng)是提供一種隨時(shí)可供多個(gè)用戶使用的通用型很強(qiáng)的操作系統(tǒng)，而實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)大多數(shù)是具有特殊用途的專用系統(tǒng)。

2）交互性的強(qiáng)弱。分時(shí)具有較強(qiáng)的對話與交互能力，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)交互性很弱。

3）響應(yīng)時(shí)間的長短。分時(shí)只要能滿足一般用戶能接收的等待時(shí)間即可，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)的相應(yīng)時(shí)間要求嚴(yán)格。

4）另外其均具備多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性、可靠性，只是實(shí)時(shí)系統(tǒng)對系統(tǒng)的及時(shí)性和可靠性要求更高。勇于開始，才能找到成功的路網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS,NetworkOperatingSystem）

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是在通常操作系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上提供網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的操作系統(tǒng)。【網(wǎng)絡(luò)OS功能】:高效、可靠的網(wǎng)絡(luò)通信：在源計(jì)算機(jī)和目標(biāo)計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)無差別的數(shù)據(jù)傳輸。資源管理：對網(wǎng)絡(luò)中的所有硬、軟件資源實(shí)施有效管理，協(xié)調(diào)各用戶對共享資源的使用，保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。網(wǎng)絡(luò)管理：包括安全控制、性能監(jiān)視、維護(hù)功能等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：提供如電子郵件、文件傳輸、共享設(shè)備服務(wù)、遠(yuǎn)程作業(yè)錄入服務(wù)等。補(bǔ)充：操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路分布式操作系統(tǒng)（DistributedOperatingSystem）

1）分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特征：是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包含多臺處理機(jī)，每臺處理機(jī)完成系統(tǒng)中指定的一部分功能。

系統(tǒng)中的任意兩臺計(jì)算機(jī)都可以通信系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)無主次之分系統(tǒng)中所有資源供所有用戶共享系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可互相協(xié)作完成同一個(gè)任務(wù)堅(jiān)固性。當(dāng)系統(tǒng)中一臺或幾臺計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，其余部分可自動重新構(gòu)成一個(gè)新的系統(tǒng)。補(bǔ)充：操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—分布式操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路2）分布式操作系統(tǒng)的缺點(diǎn)：系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性：各系統(tǒng)內(nèi)結(jié)點(diǎn)自治，且信息傳播需要時(shí)間，很難及時(shí)和準(zhǔn)確把握系統(tǒng)的狀態(tài)信息?？刂茩C(jī)構(gòu)的復(fù)雜性：不存在主從關(guān)系或?qū)哟侮P(guān)系，增加了控制的復(fù)雜性。通訊開銷引起性能下降：補(bǔ)充：操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—分布式操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路3）網(wǎng)絡(luò)和分布式的區(qū)別：從硬件上講，它與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)沒有任何區(qū)別，關(guān)鍵是軟件。1)分布式系統(tǒng)的各個(gè)計(jì)算機(jī)之間處于平等地位無主從關(guān)系；網(wǎng)絡(luò)有一些主從關(guān)系2)分布式系統(tǒng)資源為所有用戶共享；而網(wǎng)絡(luò)有限制地共享。3)分布式系統(tǒng)中一項(xiàng)任務(wù)可分給若干處理單元相互協(xié)作共同完成，而網(wǎng)絡(luò)往往是各司其責(zé)補(bǔ)充：操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—分布式操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路課堂練習(xí)

在設(shè)計(jì)分時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)，首先要考慮的是

A；在設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)，首先要考慮的是

B；在設(shè)計(jì)批處理系統(tǒng)時(shí)，首先要考慮的是

C。A、B、C：

(1)靈活性和可適應(yīng)性；

(2)交互性和響應(yīng)時(shí)間；

(3)周轉(zhuǎn)時(shí)間和系統(tǒng)吞吐量；

(4)實(shí)時(shí)性和可靠性。答案：A(2),B(4),C(3)勇于開始，才能找到成功的路課堂練習(xí)

為了提高計(jì)算機(jī)的處理機(jī)和外部設(shè)備的利用率，把多個(gè)程序同時(shí)放入主存，在宏觀上并行運(yùn)行是

A；多個(gè)用戶在終端設(shè)備上的交互方式輸入、排錯(cuò)和控制其程序的運(yùn)行是

B；由多個(gè)計(jì)算機(jī)組成的一個(gè)系統(tǒng)，這些計(jì)算機(jī)之間可以通信來交換信息，互相之間無主次之分，它們共享系統(tǒng)資源，程序由系統(tǒng)中的全部或部分計(jì)算機(jī)協(xié)同執(zhí)行，管理上述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)是

C；有一類操作系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的重要性超過系統(tǒng)資源的利用率，它被廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)星控制、飛機(jī)訂票業(yè)務(wù)等領(lǐng)域是

D。A—D：①分時(shí)OS ②實(shí)時(shí)OS ③批處理系統(tǒng)④網(wǎng)絡(luò)OS ⑤分布式OS⑥單用戶OS ⑦多重程序設(shè)計(jì) ⑧多道程序設(shè)計(jì) 答案：A(8),B(1),C(5),D(2)勇于開始，才能找到成功的路

1．單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)的含義是，只允許一個(gè)用戶上機(jī)，且只允許用戶程序作為一個(gè)任務(wù)運(yùn)行。這是最簡單的微機(jī)操作系統(tǒng)，主要配置在8位和16位微機(jī)上。最有代表性的單用戶單任務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng)是CP/M和MS-DOS。1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—微機(jī)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路

1)CP/M

1974年第一代通用8位微處理機(jī)芯片Intel8080出現(xiàn)后的第二年，DigitalResearch公司就開發(fā)出帶有軟盤系統(tǒng)的8位微機(jī)操作系統(tǒng)CP/M。1977年DigitalResearch公司對CP/M進(jìn)行了重寫，使其可配置在以Intel8080、8085、Z80等8位芯片為基礎(chǔ)的多種微機(jī)上。1979年又推出帶有硬盤管理功能的CP/M2.2版本。由于CP/M具有較好的體系結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)性強(qiáng)，且具有可移植性以及易學(xué)易用等優(yōu)點(diǎn)，使之在8位微機(jī)中占據(jù)了統(tǒng)治地位。1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—微機(jī)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路

2)MS-DOS

1981年IBM公司首次推出了IBM-PC個(gè)人計(jì)算機(jī)(16位微機(jī))，在微機(jī)中采用了微軟公司開發(fā)的MS-DOS(DiskOperatingSystem)操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)在CP/M的基礎(chǔ)上進(jìn)行了較大的擴(kuò)充，使其在功能上有很大的增強(qiáng)。1983年IBM推出PC/AT(配有Intel80286芯片)，相應(yīng)地，微軟又開發(fā)出MS-DOS2.0版本，它不僅能支持硬盤設(shè)備，還采用了樹形目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)。1987年又宣布了MS-DOS3.3版本。從MS-DOS1.0到3.3為止的DOS版本都屬于單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)，內(nèi)存被限制在640KB。從1989年到1993年又先后推出了多個(gè)MS-DOS版本，它們都可以配置在Intel80386、80486等32位微機(jī)上。從20世紀(jì)80年代到90年代初，由于MS-DOS性能優(yōu)越而受到當(dāng)時(shí)用戶的廣泛歡迎，成為事實(shí)上的16位單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—微機(jī)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路

2．單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)的含義是，只允許一個(gè)用戶上機(jī)，但允許用戶把程序分為若干個(gè)任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行，從而有效地改善了系統(tǒng)的性能。目前在32位微機(jī)上配置的操作系統(tǒng)基本上都是單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，其中最有代表性的是由微軟公司推出的Windows。1985年和1987年微軟公司先后推出了Windows1.0和Windows2.0版本操作系統(tǒng)，由于當(dāng)時(shí)的硬件平臺還只是16位微機(jī)，對1.0和2.0版本不能很好的支持。1990年微軟公司又發(fā)布了Windows3.0版本，隨后又宣布了Windows3.1版本，它們主要是針對386和486等32位微機(jī)開發(fā)的，較之以前的操作系統(tǒng)有著重大的改進(jìn)，引入了友善的圖形用戶界面，支持多任務(wù)和擴(kuò)展內(nèi)存的功能，使計(jì)算機(jī)更好使用，從而成為386和486等微機(jī)的主流操作系統(tǒng)。1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—微機(jī)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路

1995年微軟公司推出了Windows95，它較之以前的Windows3.1有許多重大改進(jìn)，采用了全32位的處理技術(shù)，并兼容以前的16位應(yīng)用程序，在該系統(tǒng)中還集成了支持Internet的網(wǎng)絡(luò)功能。1998年微軟公司又推出了Windows95的改進(jìn)版Windows98，它已是最后一個(gè)仍然兼容以前的16位應(yīng)用程序的Windows，其最主要的改進(jìn)是把微軟公司自己開發(fā)的Internet瀏覽器整合到系統(tǒng)中，大大方便了用戶上網(wǎng)瀏覽，另一個(gè)特點(diǎn)是增加了對多媒體的支持。2001年微軟又發(fā)布了32位版本的WindowsXP，同時(shí)提供了家用和商業(yè)工作站兩種版本，它是當(dāng)前使用最廣泛的個(gè)人操作系統(tǒng)。2001年還發(fā)布了64位版本的WindowsXP。1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—微機(jī)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路微機(jī)操作系統(tǒng)—Windows系列Windows2.0Windows3.0Windows3.1WindowsNT3.1Windows3.2Windows1.0Windows95Windows98WindowsMEWindows2000WindowsXPWindows2003WindowsNT4.0WindowsVista19851987199019921993199419951996199820002000200120032005勇于開始，才能找到成功的路微機(jī)操作系統(tǒng)—Windows系列勇于開始，才能找到成功的路

3．多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)的含義是，允許多個(gè)用戶通過各自的終端使用同一臺機(jī)器，共享主機(jī)系統(tǒng)中的各種資源，而每個(gè)用戶程序又可進(jìn)一步分為幾個(gè)任務(wù)，使它們能并發(fā)執(zhí)行，從而可進(jìn)一步提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。在大、中和小型機(jī)中所配置的大多是多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，而在32位微機(jī)上也有不少是配置的多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，其中最有代表性的是UNIXOS。1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—微機(jī)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路

UNIXOS是美國電報(bào)電話公司的Bell實(shí)驗(yàn)室在1969～1970年期間開發(fā)的，1979年推出來的UNIXV.7已被廣泛應(yīng)用于多種中、小型機(jī)上。隨著微機(jī)性能的提高，人們又將UNIX移植到微機(jī)上。在1980年前后，將UNIX第7版本移植到Motorola公司的MC680xx微機(jī)上，后來又將UNIXV7.0版本進(jìn)行簡化后移植到Intel8080上，把它稱為Xenix?，F(xiàn)在最有影響的兩個(gè)能運(yùn)行在微機(jī)上的UNIX操作系統(tǒng)的變型是SolarisOS和LinuxOS。1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—微機(jī)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路微機(jī)操作系統(tǒng)—Unix系列設(shè)計(jì)目標(biāo)

向大的用戶團(tuán)體提供對計(jì)算機(jī)的同時(shí)訪問。支持強(qiáng)大的計(jì)算能力與數(shù)據(jù)存儲。在需要時(shí)，用戶能夠容易地共享他們的數(shù)據(jù)。Ken

ThompsonAT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室1983年的Turing獎Dennis

M.

Ritchie勇于開始，才能找到成功的路Ritchie和Thompson在開發(fā)UNIX勇于開始，才能找到成功的路1999年接受美國國家技術(shù)勛章勇于開始，才能找到成功的路

(1)SolarisOS：SUN公司于1982年推出的SUNOS1.0是一個(gè)運(yùn)行在Motorola680x0平臺上的UNIXOS。在1988年宣布的SUNOS4.0把運(yùn)行平臺從早期的Motorola680x0平臺遷移到SPARC平臺，并開始支持Intel公司的Intel80x86；1992年SUN發(fā)布了Solaris2.0。從1998年開始，Sun公司推出64位操作系統(tǒng)Solaris2.7和2.8，這幾款操作系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)特性、互操作性、兼容性以及易于配置和管理方面均有很大的提高。新浪網(wǎng)采用的操作系統(tǒng)。1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—微機(jī)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路

(2)LinuxOS：Linux是UNIX的一個(gè)重要變種，最初是由芬蘭學(xué)生LinusTorvalds針對Intel80386開發(fā)的。1991年在Internet網(wǎng)上發(fā)布第一個(gè)Linux版本，由于源代碼公開，因此有很多人通過Internet與之合作，使Linux的性能迅速提高，其應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。相應(yīng)地，源代碼也急劇膨脹，此時(shí)它已是具有全面功能的UNIX系統(tǒng)，大量在UNIX上運(yùn)行的軟件(包括1000多種實(shí)用工具軟件和大量的網(wǎng)絡(luò)軟件)被移植到Linux上，而且可以在主要的微機(jī)上運(yùn)行，如Intel80x86Pentium等。

1.2.6操作系統(tǒng)的發(fā)展過程—微機(jī)操作系統(tǒng)勇于開始，才能找到成功的路微機(jī)操作系統(tǒng)—Linux系列Linux與Unix

Linux與UNIX操作系統(tǒng)類似；是UNIX操作系統(tǒng)的變種，在開發(fā)初期其內(nèi)核代碼是仿效UNIX的；幾乎所有UNIX的工具與外殼都可以運(yùn)行在Linux上。LinusTorvalds1991年開始，1994年Linux1.0勇于開始，才能找到成功的路勇于開始，才能找到成功的路1.3操作系統(tǒng)的基本特性

第一個(gè)特性--并發(fā)性第二個(gè)特性--共享性第三個(gè)特性--異步性第四個(gè)特性--虛擬性勇于開始，才能找到成功的路1.3.1并發(fā)性時(shí)間(t)宏觀上微觀上單CPU情況下發(fā)揮并發(fā)性能夠消除系統(tǒng)中部件和部件之間的相互等待，有效地改善系統(tǒng)資源的利用率，改進(jìn)系統(tǒng)的吞吐率，提高系統(tǒng)效率。勇于開始，才能找到成功的路并行和并發(fā)性并行性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生。并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。通常的程序是靜態(tài)實(shí)體，是不能并發(fā)執(zhí)行的。為使多個(gè)程序能并發(fā)執(zhí)行，系統(tǒng)必須分別為每個(gè)程序建立進(jìn)程（pro