操作系統(tǒng)概述課件

操作系統(tǒng)概述1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.1.1計(jì)算機(jī)硬件1.1.2計(jì)算機(jī)軟件1.1.1計(jì)算機(jī)硬件概念計(jì)算機(jī)硬件是指組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備或機(jī)器，是“看得見，摸得著”的物理部件，它是組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。組成計(jì)算機(jī)硬件一般包括中央處理器（CPU）、內(nèi)存儲器、外存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，其中CPU與內(nèi)存儲器合稱為主機(jī)，外存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備合稱為外部設(shè)備。硬件的關(guān)系關(guān)系如圖1-1所示。1.1.2計(jì)算機(jī)軟件概念計(jì)算機(jī)軟件是指組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序、數(shù)據(jù)和文檔。程序是指令的有序集合；數(shù)據(jù)是信息在計(jì)算機(jī)中的表示，是計(jì)算機(jī)處理的對象；文檔是各種說明文本，是軟件操作的輔助性資源。

組成系統(tǒng)軟件：是支持和管理計(jì)算機(jī)硬件的軟件，是服務(wù)于硬件的，它創(chuàng)立的是一個(gè)平臺。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)編譯語言和各種系統(tǒng)服務(wù)性程序。

應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件是完成用戶某項(xiàng)要求的軟件，是服務(wù)于特定用戶的，它滿足某一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)用軟件包括計(jì)算機(jī)源程序和應(yīng)用軟件包。

1.2操作系統(tǒng)的目標(biāo)、作用與模型1.2.1操作系統(tǒng)的作用1.2.2操作系統(tǒng)的目標(biāo)1.2.3操作系統(tǒng)的層次模型1.2.1操作系統(tǒng)的作用操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件上加載的第一層軟件，是對計(jì)算機(jī)硬件功能的首次擴(kuò)充。其他軟件只有在操作系統(tǒng)的支持下，才能對計(jì)算機(jī)硬件工作。操作系統(tǒng)的地位如圖1-4所示。操作系統(tǒng)是一種重要的系統(tǒng)軟件。計(jì)算機(jī)硬件加上I/O管理軟件稱為虛擬機(jī)，虛擬機(jī)再加上文件管理軟件稱為較強(qiáng)的虛擬機(jī)，較強(qiáng)的虛擬機(jī)再加上窗口軟件稱為極強(qiáng)的虛擬機(jī)，如圖1-5所示。1.2.2操作系統(tǒng)的目標(biāo)1．方便性操作系統(tǒng)最終是要為用戶服務(wù)的。給計(jì)算機(jī)配置操作系統(tǒng)后必須使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方便使用。2．有效性操作系統(tǒng)要合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，改善系統(tǒng)資源的利用率，提高系統(tǒng)的吞吐量從而使有限的資源完成更多的任務(wù)。

3．可擴(kuò)充性操作系統(tǒng)也是為應(yīng)用服務(wù)的，隨著應(yīng)用環(huán)境的變化，操作系統(tǒng)自身的功能也必須不斷增加和完善。

4．開放性操作系統(tǒng)主要功能是管理計(jì)算機(jī)硬件的，必須適應(yīng)和能夠管理不同的硬件。1.2.3操作系統(tǒng)的層次模型操作系統(tǒng)也可以看成是一個(gè)層次結(jié)構(gòu)，其最底層為操作系統(tǒng)對象中間層為對對象進(jìn)行管理的軟件集合最高層為操作系統(tǒng)提供給用戶使用的接口如圖1-6所示。1.3操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展1.3.1推動操作系統(tǒng)發(fā)展的動力1.3.2操作系統(tǒng)的發(fā)展1.3.1推動操作系統(tǒng)發(fā)展的動力1．不斷提高資源利用率的需要2．方便用戶操作3．硬件的不斷更新?lián)Q代4．計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展1.3.2操作系統(tǒng)的發(fā)展1．無操作系統(tǒng)2．批處理系統(tǒng)3．分時(shí)操作系統(tǒng)4．實(shí)時(shí)系統(tǒng)5．微機(jī)操作系統(tǒng)6．多處理機(jī)操作系統(tǒng)7．網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)8．分布式操作系統(tǒng)1．無操作系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源管理和控制由人工負(fù)責(zé)。方式：人工操作方式：原理和特點(diǎn)脫機(jī)輸入輸出方式：原理和特點(diǎn)2．批處理系統(tǒng)批處理系統(tǒng)主要是采用了批處理技術(shù)。批處理技術(shù)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對一批作業(yè)自動進(jìn)行處理的一種技術(shù)。方式：單道批處理系統(tǒng)：原理和特點(diǎn)多道批處理系統(tǒng)：原理和特點(diǎn)3．分時(shí)操作系統(tǒng)概念：所謂分時(shí)系統(tǒng)就是采用了分時(shí)技術(shù)的操作系統(tǒng)。分時(shí)技術(shù)就是把處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪流把處理機(jī)分配給各聯(lián)機(jī)作業(yè)使用。

分時(shí)系統(tǒng)要解決的關(guān)鍵問題是一是及時(shí)接收，二是及時(shí)處理。分時(shí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式①單道分時(shí)系統(tǒng)②具有“前臺”和“后臺”的分時(shí)系統(tǒng)③多道分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)的特征有多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性和交互性。

4．實(shí)時(shí)系統(tǒng)概念實(shí)時(shí)系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成對該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。類型實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特征有多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性和可靠性。5．微機(jī)操作系統(tǒng)微機(jī)操作系統(tǒng)是指配置在微機(jī)上的操作系統(tǒng)。類型：單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)6．多處理機(jī)操作系統(tǒng)多個(gè)處理機(jī)之間的互聯(lián)系統(tǒng)，在多處理機(jī)系統(tǒng)上配置的操作系統(tǒng)是多處理機(jī)操作系統(tǒng)。類型非對稱多處理機(jī)模式：也稱為主-從模式，在這種模式中，把處理機(jī)分為主處理機(jī)和從處理機(jī)兩類，主處理機(jī)只有一個(gè)，其上配置了操作系統(tǒng)，用于管理整個(gè)系統(tǒng)的資源，并負(fù)責(zé)為各從處理器分配任務(wù)。從處理機(jī)有若干個(gè)，它們執(zhí)行預(yù)先規(guī)定的任務(wù)及由主處理機(jī)所分配的任務(wù)。對稱多處理機(jī)模式：所有的處理機(jī)都是相同的。在每個(gè)處理機(jī)上運(yùn)行一個(gè)相同的操作系統(tǒng)拷貝，用它來管理本地資源和控制進(jìn)程的運(yùn)行以及各計(jì)算機(jī)之間的通信。

7．網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概念網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)用于管理網(wǎng)絡(luò)中的各種資源，為用戶提供各種服務(wù)。其主要功能有網(wǎng)絡(luò)通信管理、網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)安全管理和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等。類型客戶/服務(wù)器模式（C/S）對等模式8．分布式操作系統(tǒng)概念：分布式處理系統(tǒng)是指由多個(gè)分散的處理單元經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的連接而形成的系統(tǒng)。在分布式系統(tǒng)上配置的操作系統(tǒng)稱為分布式操作系統(tǒng)。特點(diǎn)①分布性②并行性③透明性④共享性⑤健壯性1.4操作系統(tǒng)的特征與功能1.4.1操作系統(tǒng)的特征1.4.2操作系統(tǒng)的功能1.4.1操作系統(tǒng)的特征1．并發(fā)性在多道程序環(huán)境下，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，即宏觀上有多道程序同時(shí)執(zhí)行，而微觀上，在單處理機(jī)系統(tǒng)中每一個(gè)時(shí)刻僅能執(zhí)行一道程序。

2．共享性共享是指系統(tǒng)中的資源可供多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程使用。

3．虛擬性是指通過某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變成若干個(gè)邏輯上的對應(yīng)物。

4．異步性也稱不確定性，是指在多道程序環(huán)境下，允許多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，由于資源的限制，進(jìn)程的執(zhí)行不是“一氣呵成”的，是“走走停?！钡摹?/p>

1.4.2操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)是用戶與硬件之間的橋梁，它主要負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的所有資源，并負(fù)責(zé)它們的調(diào)度和使用，充分發(fā)揮這些資源的作用和方便用戶使用計(jì)算機(jī)。從資源管理的角度來看，操作系統(tǒng)的功能主要有處理機(jī)的管理存儲器的管理設(shè)備的管理文件的管理作業(yè)的管理與用戶的接口。

本章小結(jié)熟悉和掌握以下基本概念：

批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、脫機(jī)輸