【文章內(nèi)容簡介】 +30)/3) ? 10分鐘 =(5+15+10)/3 31 ? 實(shí)現(xiàn)多道程序系統(tǒng) 應(yīng)解決的問題 ： ? CPU的分配與回收； ? 內(nèi)存的分配與安全； ? I/O設(shè)備的分配與回收； ? 程序和數(shù)據(jù)存儲的安全性與一致性； ? 應(yīng)用程序的管理與組織 。 ? 因此 ， 在多道程序系統(tǒng)中必須設(shè)置一組軟件 ， 提供方便用戶使用的計(jì)算機(jī)軟件 ， 操作系統(tǒng)就在這樣的環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生 。 ? 操作系統(tǒng) 是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源 、 合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程 、 方便用戶使用的程序的集合 。 32 操作系統(tǒng)的基本類型 ? 作業(yè) ：用戶在一次解題或一個(gè)事務(wù)處理過程中要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所做工作的集合 ， 包括用戶程序 、 所需的數(shù)據(jù)及命令等 。 ? 批處理操作系統(tǒng) ? 單道批處理操作系統(tǒng) （ 早期 ） ? 多道批處理操作系統(tǒng) （ 引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù) ） ? 缺點(diǎn) ： ? 用戶以脫機(jī)方式使用計(jì)算機(jī) ， 用戶提交作業(yè)后 ， 在作業(yè)運(yùn)行過程中 ， 不能加以干預(yù) ， 只能等該批作業(yè)處理結(jié)束后 ， 用戶才能得到計(jì)算結(jié)果 ， 根據(jù)結(jié)果再作下一步處理 ， 如果有錯(cuò) ， 還要重復(fù)上述過程 ,從頭開始 。 33 ? 單道批處理操作系統(tǒng) （ 早期 ） ? 操作員先將若干個(gè)等處理的作業(yè)合成一批輸入并傳送到外存 ， 然后將它們逐個(gè)送入內(nèi)存并投入運(yùn)行 。 ? 多道批處理操作系統(tǒng) （ 引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù) ） ? 在該系統(tǒng)中 ， 主存中可同時(shí)有多道作業(yè)在運(yùn)行 ， 而且作業(yè)可隨時(shí)被調(diào)入系統(tǒng) ， 并存放在外存中形成作業(yè)隊(duì)列；然后由操作系統(tǒng)按一定的原則從作業(yè)隊(duì)列中調(diào)入一個(gè)或多個(gè)作業(yè)進(jìn)入主存運(yùn)行 。 操作系統(tǒng)的基本類型 34 操作系統(tǒng)的基本類型 ? 分時(shí)操作系統(tǒng) ? 分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)： 由于中斷技術(shù)的使用 ， 使得一臺計(jì)算機(jī)能連接多個(gè)用戶終端 ， 用戶可通過各自的終端使用和控制計(jì)算機(jī) ， 我們把一臺計(jì)算機(jī)連接多個(gè)終端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ， 或稱分時(shí)系統(tǒng) 。 ? 分時(shí)技術(shù)： 把處理機(jī)的響應(yīng)時(shí)間分成若于個(gè)大小相等 （ 或不相等 ） 的時(shí)間單位 ， 稱為時(shí)間片 （ 如 100毫秒 ） ， 每個(gè)終端用戶獲得 CPU， 就等于獲得一個(gè)時(shí)間片 ， 該用戶程序開始運(yùn)行 ， 當(dāng)時(shí)間片到 （ 用完 ） ， 用戶程序暫停運(yùn)行 ， 等待下一次運(yùn)行 。 35 操作系統(tǒng)的基本類型 36 操作系統(tǒng)的基本類型 ? 分時(shí)操作系統(tǒng) ? 分時(shí)操作系統(tǒng)利用分時(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)的一種操作系統(tǒng) ， 它一般采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的辦法 ， 使一臺計(jì)算機(jī)同時(shí)為多個(gè)終端用戶服務(wù) ， 對每個(gè)用戶都能保證足夠快的響應(yīng)時(shí)間 ， 并提供交互會話功能 。 ? 特點(diǎn) ： ? 1. 多路性：即眾多聯(lián)機(jī)用戶可以同時(shí)使用同一臺計(jì)算機(jī)； ? 2. 獨(dú)占性：各終端用戶感覺到自己獨(dú)占了計(jì)算機(jī)； ? 3. 交互性：用戶與計(jì)算機(jī)之間可進(jìn)行 “ 會話 ” 。 37 操作系統(tǒng)的基本類型 ? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ? 早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是用于科學(xué)與工程的數(shù)值計(jì)算 ，如第一臺計(jì)算機(jī) （ 1944年 ） 產(chǎn)生的原因就是解決大口徑火炮設(shè)計(jì)中的計(jì)算問題：彈道軌跡 、彈著點(diǎn)和材料的各種應(yīng)力分布的計(jì)算 。 還有原子彈設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)中大量的計(jì)算問題 ， 用當(dāng)時(shí)的計(jì)算工具已經(jīng)解決不了 。 ? 到了 60年代初 ， 計(jì)算機(jī)開始應(yīng)用到生產(chǎn)過程控制 、 工業(yè)控制 、 防空系統(tǒng) 、 信息處理等 ， 在這些應(yīng)用中不但要解決計(jì)算問題 ， 還要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算 ， 即 實(shí)時(shí)處理 。 在實(shí)時(shí)處理中的一個(gè) 核心的問題 就是 響應(yīng)時(shí)間 問題 。 38 操作系統(tǒng)的基本類型 ? 響應(yīng)時(shí)間 ： ? 指用戶發(fā)出命令 ， 到系統(tǒng)完成用戶命令所需的時(shí)間 。 ? 批處理操作系統(tǒng) 沒有 ? 分時(shí)操作系統(tǒng) 秒級 (一般情況 ） ? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 微秒級 甚至更小 （ 經(jīng)典說法 ） ? 系統(tǒng)滿足用戶時(shí)限 （ deadline)的要求 (現(xiàn)代 ） 39 操作系統(tǒng)的基本類型 ? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ： ? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是又一種類型的操作系統(tǒng) ， 對外部的請求 ， 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)處理完畢 。 ? 實(shí)時(shí) ： ? 指計(jì)算機(jī)對于用戶請求能足夠快地進(jìn)行處理 ，并做出反映 。 要求毫秒 、 微秒級 。 ? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用 ： ? 實(shí)時(shí)控制： 工業(yè)過程控制 、 防空系統(tǒng)等 ? 實(shí)時(shí)信息處理：情報(bào)檢索和查詢 、 飛機(jī)訂票系統(tǒng) 、 ? 銀行信用卡系統(tǒng) 。 40 操作系統(tǒng)的基本類型 ? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn) ： ? 系統(tǒng)對外部的信號必須能及時(shí)響應(yīng) ， (在規(guī)定的時(shí)間內(nèi) （ deadline） )； ? 要求高可靠性和安全性 ， 效率則放在第二位； ? 系統(tǒng)整體性強(qiáng)； ? 不要求很強(qiáng)的 “ 會話 ” 能力 。 41 操作系統(tǒng)概念 操作系統(tǒng)定義 ? 科普的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理和控制中心，它依照設(shè)計(jì)者制定的各種調(diào)度策略組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，使之能高效地運(yùn)行。 ? 功能的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)資源管理系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源的分配、控制、調(diào)度和回收。 ? 用戶的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與用戶之間的接口，用戶通過這種接口使用計(jì)算機(jī)。 42 操作系統(tǒng)概念 操作系統(tǒng)定義 ? 軟件的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合。 ? 管理的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的合理而協(xié)調(diào)的管理者。 ? 綜合來看 操作系統(tǒng) 是一個(gè)大型的程序系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度工作，控制并協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息的存取和保護(hù)。它提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境。操作系統(tǒng)使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效率和高度自動(dòng)化。