計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)課件：資源管理技術(shù)-操作系統(tǒng)的概念

資源管理技術(shù)BasicsofComputerSoftware答辯人：XXX操作系統(tǒng)的概念8.1應(yīng)用程序各種編譯程序系統(tǒng)實(shí)用程序操作系統(tǒng)8.1操作系統(tǒng)的概念所謂操作系統(tǒng)就是能有效地管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種軟、硬件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，為用戶創(chuàng)造良好工作環(huán)境的系統(tǒng)軟件。它是加在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件,

是硬件的首次擴(kuò)充。裸機(jī)1手工操作階段2早期批處理階段3執(zhí)行系統(tǒng)、多道批處理系統(tǒng)4多道批處理系統(tǒng)5分時(shí)系統(tǒng)6實(shí)時(shí)處理7現(xiàn)代操作系統(tǒng)8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第一階段：手工操作階段用戶必須是計(jì)算機(jī)專家用戶既是操作員又是程序員應(yīng)用范圍小主要用于科學(xué)計(jì)算沒有操作系統(tǒng)只能用機(jī)器指令控制、操作計(jì)算機(jī)用戶獨(dú)占整個(gè)系統(tǒng)資源資源利用率低；CPU等待人工操作輸入紙帶（卡片）、電傳打字機(jī)輸出結(jié)果、在控制臺(tái)上用搬鍵輸入命令等面臨的問(wèn)題人機(jī)矛盾日益突出、系統(tǒng)資源利用率低8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第二階段：早期批處理階段面臨的問(wèn)題低高速CPU和低速I/O的矛盾加劇第一代操作系統(tǒng)為解決人機(jī)矛盾，提高資源利用率，讓計(jì)算機(jī)保持不間斷工作、減少人工干預(yù)程度。于是產(chǎn)生了把“零散的單一程序處理”變?yōu)椤凹械某膳绦蛱幚怼钡奶幚矸绞綔p少了手工操作的時(shí)間使系統(tǒng)有相對(duì)較長(zhǎng)的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，從而提高了CPU利用率分工明確程序員負(fù)責(zé)把實(shí)際問(wèn)題抽象為求解模型，并把它編為可運(yùn)行程序；而上機(jī)操作則由操作員來(lái)完成按序存放把一批性質(zhì)相同的程序按序存放在存儲(chǔ)介質(zhì)中一次性提交作業(yè)一次性提交給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理開始擺脫手工操作方式由批處理監(jiān)管程序來(lái)完成成批處理8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第三階段：執(zhí)行系統(tǒng)02中斷技術(shù)在程序運(yùn)行中，出現(xiàn)了某種緊急事件，必須暫時(shí)中止現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去處理此事件，然后再恢復(fù)中斷程序的運(yùn)行技術(shù)01通道技術(shù)CPU不再直接控制I/O設(shè)備，而是通過(guò)通道去控制，從而實(shí)現(xiàn)了CPU和I/O設(shè)備之間的并行工作，緩解了CPU和I/O速度不匹配的矛盾；也稱為“I/O處理機(jī)”；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(dòng)地運(yùn)行，而且還要提供I/O控制功能，它增強(qiáng)了原有的功能。這個(gè)優(yōu)化后的監(jiān)督程序常駐主存，稱為執(zhí)行系統(tǒng)。8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第四階段：多道批處理系統(tǒng)多道批處理用戶提交的作業(yè)都先放在外存上并排成一個(gè)后備隊(duì)列，由作業(yè)調(diào)度程序按一定算法從中選擇若干個(gè)作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，使它們共享CPU及系統(tǒng)中的各種資源。從微觀上一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)程序在處理機(jī)上運(yùn)行從宏觀上幾道程序都處于執(zhí)行狀態(tài)，有的在處理機(jī)上運(yùn)行，有的在進(jìn)行輸入/輸出，它們的工作都在向前推進(jìn)8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第五階段：分時(shí)系統(tǒng)02與批處理系統(tǒng)的區(qū)別在批處理系統(tǒng)中，一個(gè)作業(yè)可以長(zhǎng)時(shí)間地占用CPU直至該作業(yè)執(zhí)行完成；而在分時(shí)系統(tǒng)中，一個(gè)作業(yè)只能在屬于它的那個(gè)時(shí)間片內(nèi)使用CPU，時(shí)間一到，系統(tǒng)將剝奪作業(yè)的CPU使用權(quán)，把CPU分配給其他的作業(yè)使用01分時(shí)系統(tǒng)把處理機(jī)時(shí)間劃分成很短的時(shí)間片輪流地分配給各個(gè)聯(lián)機(jī)作業(yè)使用，如果某作業(yè)在分配的時(shí)間片內(nèi)還未完成計(jì)算，該作業(yè)就暫時(shí)中斷，等待下一輪繼續(xù)計(jì)算。8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第五階段：分時(shí)系統(tǒng)系統(tǒng)核心時(shí)間片輪流調(diào)度技術(shù)影響因素用戶數(shù)目，時(shí)間片的長(zhǎng)短、作業(yè)調(diào)度所必須的系統(tǒng)開銷等特點(diǎn)同時(shí)性、獨(dú)立性及時(shí)性、交互性必須考慮系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間?有人說(shuō)：分時(shí)系統(tǒng)中分時(shí)時(shí)間片的長(zhǎng)短問(wèn)題無(wú)所謂，并不影響終端用戶得到的及時(shí)響應(yīng)。結(jié)論分時(shí)時(shí)間片的長(zhǎng)短問(wèn)題是一個(gè)重要問(wèn)題，它將直接影響用戶得到的及時(shí)響應(yīng)8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第五階段：分時(shí)系統(tǒng)8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第六階段：實(shí)時(shí)系統(tǒng)02與分時(shí)系統(tǒng)的區(qū)別實(shí)時(shí)系統(tǒng)專用性很強(qiáng)，交互能力較差，用戶數(shù)量有限；分時(shí)系統(tǒng)通用性很強(qiáng)，交互能力很強(qiáng)，允許用戶運(yùn)行或修改應(yīng)用程序。01實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理是以快速響應(yīng)為特征的。“實(shí)時(shí)”二字的含義是指計(jì)算機(jī)對(duì)于外來(lái)信息能夠在被控對(duì)象允許的截止期限內(nèi)做出反應(yīng)。稱為特殊的分時(shí)系統(tǒng)8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第六階段：實(shí)時(shí)系統(tǒng)系統(tǒng)核心時(shí)間片分時(shí)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程控制、實(shí)時(shí)信息處理特點(diǎn)對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制，要求計(jì)算機(jī)能對(duì)外部隨機(jī)事件做出及時(shí)響應(yīng)，并處理分類實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)8.1.1OS的發(fā)展過(guò)程第七階段：現(xiàn)代操作系統(tǒng)發(fā)展方向個(gè)人化、視窗化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、分布式我國(guó)現(xiàn)狀華為鴻蒙系統(tǒng)（HUAWEIHarmonyOS），特點(diǎn)多用戶、圖形界面、網(wǎng)絡(luò)化及多媒體應(yīng)用領(lǐng)域各行各業(yè)8.1.2OS的功能與任務(wù)操作系統(tǒng)的任務(wù)和作用操作系統(tǒng)的主要任務(wù)：是為多道程序的運(yùn)行提供良好的運(yùn)行環(huán)境，以保證多道程序有條不紊、高效地運(yùn)行，并能最大限度的提高系統(tǒng)中各種資源的利用率和方便用戶的使用。其作用有如下幾個(gè)方面：（1）管理系統(tǒng)資源（2）為用戶提供資源共享的條件和環(huán)境，并對(duì)資源的使用進(jìn)行合理調(diào)度（3）提供輸入輸出的方便環(huán)境，提供良好的用戶界面（4）規(guī)定用戶的接口，進(jìn)行各種錯(cuò)誤