【正文】 ? 1992年推出的 Windows ， 提供了 386增強(qiáng)模式 ， 提高了運(yùn)行速度 ， 功能也更強(qiáng)大 。 ? 準(zhǔn)多任務(wù) ：通過(guò)內(nèi)存駐留程序 TSR(Terminated and Stay Resident)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)時(shí)鐘中斷或鍵盤(pán)中斷 熱鍵 hotkey來(lái)激活其他任務(wù)。系統(tǒng)抽象通過(guò) Library Operating System完成 ?NASA空間飛行中心 (GSFC)研制 Beowulf項(xiàng)目開(kāi)始于 1994年，用商業(yè)化的微型計(jì)算機(jī)， Linux和以太網(wǎng)等構(gòu)造集群。并且可以作為服務(wù)器提供 WWW、 FTP、 EMail等服務(wù)。 Operating System Page 122 2022/2/14 目前常用的操作系統(tǒng) ?IBM大型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) OS/390 ?90年代末期，電子商務(wù)發(fā)展刺激對(duì)計(jì)算能力的要求，導(dǎo)致大型機(jī)市場(chǎng)的再度升溫 ?三十年的改進(jìn) ,IBM OS/390已成為有高可靠性、可擴(kuò)展性、及安全可用性的現(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ?支持 UNIX 95標(biāo)準(zhǔn)， UNIX應(yīng)用程序可在 IBM OS/390上運(yùn)行 ?同時(shí)還可繼續(xù)運(yùn)行 OS/390應(yīng)用程序，包括 OS/370上開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序 ?包括 TCP/IP的多種通信協(xié)議，具有高網(wǎng)絡(luò)安全性 ?采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、并行處理、分布式處理以及客戶(hù)機(jī) /服務(wù)器技術(shù)，具有較強(qiáng)的互操作性、可移植性與可擴(kuò)展性 ?在 PC機(jī)時(shí)代，人們?cè)?jīng)估計(jì)大型計(jì)算機(jī)會(huì)衰亡 ?IBM S/390是大型計(jì)算機(jī)復(fù)活的一個(gè)典型 Operating System Page 123 2022/2/14 目前常用的操作系統(tǒng) ?Linux ?1990年秋天， Linus在芬蘭首都赫爾辛基大學(xué)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程，因?yàn)樯蠙C(jī)需要排隊(duì)等待，Linus買(mǎi)了臺(tái) PC機(jī)，開(kāi)發(fā)了第一個(gè)程序，程序包括兩個(gè)進(jìn)程，向屏幕上寫(xiě)字母，然后用定時(shí)器來(lái)切換進(jìn)程 ?編寫(xiě)了從調(diào)制解調(diào)器上接發(fā)信息的程序以及顯示器、鍵盤(pán)和調(diào)制解調(diào)器的驅(qū)動(dòng)程序 ?然后寫(xiě)了磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序，文件系統(tǒng)，一旦有了進(jìn)程切換、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)然就擁有了一個(gè)操作系統(tǒng)原型，或者至少是它的一個(gè)內(nèi)核 ?Linux就以這樣極其古怪但也極其自然式問(wèn)世 Operating System Page 124 2022/2/14 目前常用的操作系統(tǒng) ?Linux是一個(gè)免費(fèi)的操作系統(tǒng)，用戶(hù)可以免費(fèi)獲得其源代碼，并能夠隨意修改。支持 對(duì)稱(chēng)式多處理 。繼承性是指子對(duì)象可以繼承父對(duì)象的屬性，這樣，在創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象時(shí)， 便可減少大量的時(shí)空開(kāi)銷(xiāo) ?正確性和可靠性 ? 由于對(duì)象是構(gòu)成操作系統(tǒng)的基本單元，可以獨(dú)立地對(duì)它進(jìn)行測(cè)試，這樣，比較易于保證其正確性和可靠性，從而比較容易保證整個(gè)系統(tǒng)的正確性和可靠性 Operating System Page 115 2022/2/14 OS設(shè)計(jì)原則 ?可維護(hù)性：容易修改與否稱(chēng)為可維護(hù)性 ? 改錯(cuò)性維護(hù)：改正已發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤； ? 適應(yīng)性維護(hù)：修改軟件，使之適應(yīng)新的運(yùn)行環(huán)境（硬件環(huán)境和軟件環(huán)境）；如：操作系統(tǒng)的移植。處理機(jī)調(diào)度的單位可為 進(jìn)程 或 線程 ?進(jìn)程控制 ?創(chuàng)建、撤消、掛起、改變 運(yùn)行優(yōu)先級(jí)等－－主動(dòng)改變 進(jìn)程的狀態(tài) ；在現(xiàn)代 OS中，進(jìn)行控制還應(yīng)具有為一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建和撤消 線程 的功能 ?進(jìn)程同步 ?協(xié)調(diào)并發(fā)進(jìn)程之間的推進(jìn)步驟，以協(xié)調(diào)資源共享；－－交換信息能力弱 ?互斥方式 諸進(jìn)程訪問(wèn)臨界資源時(shí)采用這種方式 ?同步方式 在相互合作完成任務(wù)的進(jìn)程之間由同步機(jī)構(gòu)對(duì)執(zhí)行次序加以協(xié)調(diào) Operating System Page 89 2022/2/14 處理機(jī)管理 — 續(xù) ?進(jìn)程通信 ? 負(fù)責(zé)進(jìn)程之間 傳送數(shù)據(jù) ，以協(xié)調(diào)進(jìn)程間的協(xié)作；－－交換信息能力強(qiáng)，也可以用來(lái)協(xié)調(diào)進(jìn)程之間的推進(jìn) ? 如，輸入進(jìn)程、計(jì)算進(jìn)程、打印進(jìn)程之間的通信 ?進(jìn)程調(diào)度 ? 作業(yè)和進(jìn)程的 運(yùn)行切換 ，以充分利用處理機(jī)資源和提高系統(tǒng)性能；－－未必是進(jìn)程控制操作所引起（可能是時(shí)間片輪轉(zhuǎn)、 I/O操作） ? 作業(yè)調(diào)度從外存 調(diào)入內(nèi)存 ? 進(jìn)程調(diào)度是從內(nèi)存中的進(jìn)程就緒隊(duì)列中選一個(gè) 分配處理機(jī) ? 在多線程 OS中，要考慮線程調(diào)度 ? 考慮同一類(lèi)型內(nèi)的公平性、高效率（吞吐量大）、作業(yè)或進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時(shí)間等 Operating System Page 90 2022/2/14 操作系統(tǒng)的主要功能 ?處理機(jī)管理 ?存儲(chǔ)器管理 ?設(shè)備管理 ?文件管理 ?用戶(hù)接口 Operating System Page 91 2022/2/14 存儲(chǔ)器管理 ?管理目標(biāo) ? 提高 利用率 、 方便 用戶(hù)使用、提供足夠的 存儲(chǔ)空間 、方便進(jìn)程 并發(fā) 運(yùn)行 ?內(nèi)存分配 ? 為每道程序分配空間：靜態(tài)分配、動(dòng)態(tài)分配 ? 提高利用率 ? 允許正在運(yùn)行程序申請(qǐng)附加空間 ?內(nèi)存保護(hù) ? 確保每道用戶(hù)程序都只在自己的內(nèi)存空間內(nèi)運(yùn)行，彼此 互不干擾 ? 如：訪問(wèn)合法性檢查、甚至要防止從 垃圾 中竊取其他進(jìn)程的信息 ? 一種方法是設(shè)置兩個(gè)界限寄存器，由硬件實(shí)現(xiàn)越界檢查 采用什么樣的分配策略？ Operating System Page 92 2022/2/14 存儲(chǔ)器管理 — 續(xù) ?地址映射 ?程序中的地址稱(chēng)為 “ 邏輯地址 ” 或 “ 相對(duì)地址 ” ?內(nèi)存中單元的地址稱(chēng)為 物理地址 ?多道程序下，進(jìn)程裝入內(nèi)存后要由 邏輯地址 到內(nèi)存 物理地址 進(jìn)行變換 ?內(nèi)存擴(kuò)充 ?借助于虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，從邏輯上去擴(kuò)充內(nèi)存容量 ?改善了系統(tǒng)的性能，基本上不增加硬件投資 ?請(qǐng)求調(diào)入功能 ?置換功能 Operating System Page 93 2022/2/14 操作系統(tǒng)的主要功能 ?處理機(jī)管理 ?存儲(chǔ)器管理 ?設(shè)備管理 ?文件管理 ?用戶(hù)接口 Operating System Page 94 2022/2/14 設(shè)備管理 ?管理目標(biāo) ? 方便的設(shè)備使用、提高 CPU與 I/O設(shè)備 利用率 、提高 I/O速度 ?緩沖區(qū)管理 ? 匹配 CPU和外設(shè)的速度，提高兩者的利用率（單緩沖區(qū)、雙緩沖區(qū)和公用緩沖區(qū)） ? 單緩沖 、 雙緩沖 、 公共緩沖池 ?設(shè)備分配與回收 ? 在多用戶(hù)間共享 I/O設(shè)備資源 ? 針對(duì)不同類(lèi)型設(shè)備采用不同策略，如獨(dú)占設(shè)備分配 ? 虛擬設(shè)備 (virtual device)：設(shè)備由多個(gè)進(jìn)程共享，每個(gè)進(jìn)程如同獨(dú)占 ?設(shè)備獨(dú)立性 ? 用戶(hù)申請(qǐng)的設(shè)備與實(shí)際操作的物理 設(shè)備無(wú)關(guān) Operating System Page 95 2022/2/14 操作系統(tǒng)的主要功能 ?處理機(jī)管理 ?存儲(chǔ)器管理 ?設(shè)備管理 ?文件管理 ?用戶(hù)接口 Operating System Page 96 2022/2/14 文件管理 ?管理主要目標(biāo) ?對(duì)用戶(hù)文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行管理，以方便用戶(hù)使用并保證文件安全 ?文件存儲(chǔ)空間管理 ?解決如何存放信息，以提高空間利用率和讀寫(xiě)性能 ?存儲(chǔ)空間的使用情況，空間分配與回收 ?目錄管理 ?解決信息檢索問(wèn)題，能按名存取 ?目錄項(xiàng)包括文件名、文件屬性、文件在磁盤(pán)上的物理位置等 Operating System Page 97 2022/2/14 文件管理 — 續(xù) ?文件的讀寫(xiě) ? 根據(jù)用戶(hù)請(qǐng)求，從外存中讀取數(shù)據(jù)；或?qū)?shù)據(jù)寫(xiě)入外存 ?文件保護(hù) ? 解決信息安全問(wèn)題 ? 防止未經(jīng)核準(zhǔn)的用戶(hù)存取文件 ? 防止冒名頂替存取文件 ? 防止以不正確的方式使用文件 Operating System Page 98 2022/2/14 操作系統(tǒng)的主要功能 ?處理機(jī)管理 ?存儲(chǔ)器管理 ?設(shè)備管理 ?文件管理 ?用戶(hù)接口 Operating System Page 99 2022/2/14 用戶(hù)接口 ?目標(biāo) ?提供一個(gè)友好的用戶(hù)訪問(wèn)操作系統(tǒng)的接口 ?命令接口 ?聯(lián)機(jī) 用戶(hù)接口 這是為聯(lián)機(jī)用戶(hù)提供的，它由一組鍵盤(pán)操作命令及命令解釋程序所組成。 Operating System Page 67 2022/2/14 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ?網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ?在各種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上，按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的軟件 ?包括網(wǎng)絡(luò)管理、通信、安全、資源共享和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 ?目標(biāo) ：是相互通信及資源共享 Operating System Page 68 2022/2/14 操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程 ?無(wú)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ?單道批處理系統(tǒng) ?多道批處理系統(tǒng) ?分時(shí)系統(tǒng) ?實(shí)時(shí)系統(tǒng) ?網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ?分布式操作系統(tǒng) ?嵌入式操作系統(tǒng) Operating System Page 69 2022/2/14 分布式操作系統(tǒng) ?基于兩種環(huán)境 ?多處理器系統(tǒng) ?多計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ?是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的更高級(jí)的形式 ?保持了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的全部功能 Operating System Page 70 2022/2/14 分布式操作系統(tǒng) ?特征 ?是一個(gè)統(tǒng)一的操作系統(tǒng) ?資源進(jìn)一步共享 ?透明性：資源共享與分布對(duì)用戶(hù)是透明的 ?自治性：處于分布式系統(tǒng)的多個(gè)主機(jī)處于平等地位，無(wú)主從關(guān)系 ?處理能力增強(qiáng)、速度更快、可靠性增強(qiáng) Operating System Page 71 2022/2/14 分布式操作系統(tǒng) ?網(wǎng)絡(luò)和分布式的區(qū)別 ?分布式具有各個(gè)計(jì)算機(jī)間相互通訊，無(wú)主從關(guān)系；網(wǎng)絡(luò)有主從關(guān)系 ?分布式系統(tǒng)資源為所有用戶(hù)共享；而網(wǎng)絡(luò)有限制地共享 ?分布式系統(tǒng)中若干個(gè)計(jì)算機(jī)可相互協(xié)作共同完成一項(xiàng)任務(wù) Operating System Page 72 2022/2/14 操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程 ?無(wú)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ?單道批處理系統(tǒng) ?多道批處理系統(tǒng) ?分時(shí)系統(tǒng) ?實(shí)時(shí)系統(tǒng) ?網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ?分布式操作系統(tǒng) ?嵌入式操作系統(tǒng) Operating System Page 73 2022/2/14 嵌入式操作系統(tǒng) ?嵌入式系統(tǒng) ?在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，完成 特定功能 的軟硬件系統(tǒng) ?它們是一個(gè)大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中的一部分，這個(gè)大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)可以不是“計(jì)算機(jī)” ?由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，因此稱(chēng)為嵌入式系統(tǒng) Operating System Page 74 2022/2/14 嵌入式操作系統(tǒng) ?EOS（ Embedded Operating System）在嵌入式系統(tǒng)中的 OS ?是運(yùn)行在嵌入式智能芯片環(huán)境中 ?對(duì)整個(gè)智能芯片以及它所操作、控制的各種部件裝置等等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)度、指揮和控制的系統(tǒng)軟件 ?國(guó)際上有名的嵌入式操作系統(tǒng)有 Windows CE 、Palm OS 、 Linux 、 VxWorks 、 pSOS、 QNX、 OS9 、 LynxOS等，已進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的國(guó)外產(chǎn)品有WindRiver、 Microsoft、 QNX和 Nuclear等 ?我國(guó)起步較晚，此類(lèi)產(chǎn)品主要是基于自主版權(quán)的Linux操作系統(tǒng)，其中以中軟 Linux、紅旗 Linux、東方 Linux為代表。主機(jī)與衛(wèi)星機(jī)可并行工作 ?作業(yè)控制命令由監(jiān)督程序 (monitor)來(lái)執(zhí)行，完成如裝入程序、編譯、運(yùn)行等操作 ?優(yōu)點(diǎn)： 同一批內(nèi)各作業(yè)的自動(dòng)依次更替，改善了主機(jī) CPU和 I/O設(shè)備的使用效率，提高了吞吐量 ?缺點(diǎn)： 磁帶或磁盤(pán)需要人工裝卸，作業(yè)需要人工分類(lèi)，監(jiān)督程序易遭到用戶(hù)程序的破壞（由人工干預(yù)才可恢復(fù)） Operating System Page 47 2022/2/14 單道批處理系統(tǒng)的特征 ?自動(dòng)性 ? 在順利的情況下，磁帶上的一批作業(yè)能自動(dòng)地逐個(gè)地依次運(yùn)行，而無(wú)需人工干預(yù) ?順序性 ? 磁帶上的各道作業(yè)是順序地進(jìn)入內(nèi)存，完成順序與進(jìn)入內(nèi)存順序相同 ?單道性 ? 內(nèi)存中只有一道程序運(yùn)行 ?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(duì)計(jì)算為主的作業(yè)，外設(shè)空閑 ? 對(duì) I/O為主的作業(yè)， CPU空閑 Operating System Page 48 2022/2/14 操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程 ?無(wú)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ?單道批處理系統(tǒng) ?多道批處理系統(tǒng) ?分時(shí)系統(tǒng) ?實(shí)時(shí)系統(tǒng) ?網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) ?分布式操作系統(tǒng) ?嵌入式操作系統(tǒng) Operating System Page 49 2022/2/14 多道批處理系統(tǒng) (Multiprogramed Batch System) ? 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 ?多道批處理的運(yùn)行特征 ? 多道：內(nèi)存中同時(shí)存放幾個(gè)作業(yè)，并允許并發(fā)執(zhí)行，從而有效地提高了資源利用率和系統(tǒng)吞吐量 ? 無(wú)序性：多個(gè)作業(yè)完成的先后順序與它們進(jìn)入內(nèi)存的順序之間無(wú)嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系 ? 調(diào)度性：作業(yè)調(diào)度，從后備隊(duì)列進(jìn)入內(nèi)存；進(jìn)程調(diào)度，分配處理機(jī)運(yùn)行