操作系統(tǒng)第四版第一章(已修改)
2025-05-31 05:44 本頁面
【正文】 主講教師 程如鐵 新世紀(jì)計算機(jī)類本科系列教材 計算機(jī)操作系統(tǒng) 湯小丹等 編著 西安電子科技大學(xué)出版社 （第四版） 目 錄 第一章 操作系統(tǒng)引論 第二章 進(jìn)程的描述與控制 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖 第四章 存儲器管理 第五章 虛擬存儲器 第六章 輸入輸出系統(tǒng) 第七章 文件管理 第八章 磁盤存儲器的管理 第九章 操作系統(tǒng)接口 第十章 多處理機(jī)操作系統(tǒng) 第十一章 多媒體操作系統(tǒng) 第十二章 保護(hù)與安全 第一章 操作系統(tǒng)引論 第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程 操作系統(tǒng)的基本特性 操作系統(tǒng)的主要功能 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 計算機(jī)系統(tǒng)的組成 計算機(jī)系統(tǒng) (層次結(jié)構(gòu) ) 軟件 硬件及固件（裸機(jī)） 應(yīng)用軟件 系統(tǒng)軟件 編輯軟件，編譯軟件 操作系統(tǒng) 硬件 是計算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ) 軟件 是提高計算機(jī)系統(tǒng)效率和方便用戶使用計算機(jī)的程序 它們二者相互依賴、相互促進(jìn)、共同發(fā)展 操作系統(tǒng)在計算機(jī)系統(tǒng)中的地位 計算機(jī)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)人員操作系統(tǒng)的地位：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） 操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用 一、操作系統(tǒng)的目標(biāo) 有效性 （系統(tǒng)管理人員的觀點(diǎn)） 使 CPU及各 I/O設(shè)備有效利用（充分忙碌） 方便性 （用戶的觀點(diǎn)） 以命令方式（或圖形方式、程序方式）代替手工方式操作機(jī)器，提供良好的、一致的用戶接口。 可擴(kuò)充性 （開放的觀點(diǎn)） 便于修改或增加功能 開放性 結(jié)構(gòu)開放乃至源代碼開放 二、操作系統(tǒng)的作用 應(yīng)用程序 虛機(jī)器界面 操作系統(tǒng) 物理機(jī)器界面 硬件 假如沒有操作系統(tǒng)？怎樣將目標(biāo)代碼送給硬件？怎樣輸出打印結(jié)果？ 人們將對二進(jìn)制程序操作 從發(fā)光二極管讀答案 接口 ? OS處于 用戶與計算機(jī)硬件系統(tǒng)之間，用戶通過 OS來使用計算機(jī)系統(tǒng) ? OS是一個系統(tǒng)軟件 ， 因而這種接口是軟件接口 ? 有效合理地分配資源，保護(hù)用戶不受侵犯 ? 提供安全、保密措施 ? 每當(dāng)在計算機(jī)系統(tǒng)上覆蓋上一層軟件后，系統(tǒng)功能便增強(qiáng)一級 圖 11 OS作為接口的示意圖 用 戶應(yīng)用程序系統(tǒng)調(diào)用 命令 圖標(biāo)、窗口操作系統(tǒng)計算機(jī)硬件(1) 命令方式 。 這是指由 OS提供了一組聯(lián)機(jī)命令 (語言 )， 用戶可通過鍵盤輸入有關(guān)命令 ， 來直接操縱計算機(jī)系統(tǒng) 。 (2) 系統(tǒng)調(diào)用方式 。 OS提供了一組系統(tǒng)調(diào)用 ， 用戶可在自己的應(yīng)用程序中通過相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用 ， 來操縱計算機(jī) 。 (3) 圖形 、 窗口方式 。 用戶通過屏幕上的窗口和圖標(biāo)來操縱計算機(jī)系統(tǒng)和運(yùn)行自己的程序 。 三、推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力 “需求推動發(fā)展” 1. 不斷提高計算機(jī)資源利用率 2. 方便用戶 3. 器件的不斷更新?lián)Q代 4. 計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展 5. 不斷提出新的應(yīng)用需求 操作系統(tǒng)發(fā)展過程 操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計算機(jī)硬件技術(shù)、應(yīng)用軟件的發(fā)展而發(fā)展的 目標(biāo) ：充分利用硬件 提供更好的服務(wù) OS的形成已有 50多 年的時間 一、未配置操作系統(tǒng)的計算機(jī)系統(tǒng) 硬件非常昂貴，沒有操作系統(tǒng)。 用戶 ：既是程序員，又是操作員。用戶是計算機(jī)專業(yè)人員； 編程語言 ：機(jī)器語言； 輸入輸出 ：紙帶或卡片； 工作特點(diǎn)： ? 用戶獨(dú)占全機(jī) ? CPU等待人工操作 ，程序通過卡片人工裝入、卸下 ? 一次完成一個功能（計算， I/O，用戶思考 /反應(yīng)） 缺點(diǎn) ： 造成人機(jī)矛盾和 CPU與 I/O之間的矛盾， 工作效率非常低 每一用戶都要自行編寫涉及到硬件的源代碼 工作量大，難度高，易出錯，需要大量人力和物力 /輸出方式 脫機(jī)輸入 /輸出方式 :增加外圍機(jī)負(fù)責(zé)控制程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出 聯(lián)機(jī)輸入 /輸出方式：所有工作交 CPU 監(jiān)督程序發(fā)展為執(zhí)行系統(tǒng)，常駐內(nèi)存 脫機(jī) I/O方式的主要 優(yōu)點(diǎn) 如下： (1)減少了 CPU的空閑時間。 (2)提高 I/O速度。 輸入設(shè)備 外圍機(jī) 磁盤主機(jī)外圍機(jī) 輸出設(shè)備圖 13 脫機(jī)I/O示意圖 二、單道批處理系統(tǒng) 把一批作業(yè)以脫機(jī)輸入方式輸入到磁帶上，并在系統(tǒng)中配上 監(jiān)督程序 ，控制這批作業(yè)一個接一個地連續(xù)處理 。 三、多道批處理系統(tǒng) 多道程序設(shè)計： 多個用戶共享 CPU和 系統(tǒng)資源 多道批處理的運(yùn)行特征： * 多道：內(nèi)存中同時存放幾個作業(yè)； * 宏觀上并行運(yùn)行：都處于運(yùn)行狀態(tài)，但都未運(yùn)行完； * 微觀上串行運(yùn)行：各作業(yè)交替使用 CPU； 圖 1 16 單道和多道程序運(yùn)行情況
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