操作系統(tǒng)的基本概念操作系統(tǒng)的特征研究操作系統(tǒng)的幾種觀(編輯修改稿)
2024-11-22 15:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 作員 計(jì)算結(jié)果從打印機(jī)上輸出 操作員到打印機(jī)上撕下運(yùn)算結(jié)果送到輸出室 程序員稍后可從取到結(jié)果 然后，操作員從輸入室的卡片盒中讀入另一個(gè)任務(wù) 如果需要 FORTRAN編譯器，還要把它取來讀入計(jì)算機(jī) 機(jī)時(shí)在走來走去時(shí)被浪費(fèi) 批處理操作系統(tǒng) 現(xiàn)代操作系統(tǒng)雛型 為了改進(jìn)主存和 I/O設(shè)備之間的吞吐量 IBM 7094機(jī)引入了 I/O 處理機(jī)概念 其思想是：在輸入室收集全部的作業(yè)，用一臺相對便宜的計(jì)算機(jī) 如 IBM 1401計(jì)算機(jī)，將它們讀到磁帶上 另外用較昂貴的計(jì)算機(jī)，如 IBM7094來完成真正的計(jì)算 第二代計(jì)算機(jī)典型的操作系統(tǒng) FMS（ FORTRAN Monitor System， FORTRAN監(jiān)控系統(tǒng)） IBMSYS（ IBM為 7094機(jī)配備的操作系統(tǒng)） 這些操作系統(tǒng)由監(jiān)控程序，特權(quán)指令，存儲保護(hù)和簡單的批處理構(gòu)成 第三代集成電路計(jì)算機(jī)（ 1965年 1980年）時(shí)期 60年代初期，計(jì)算機(jī)開始采用集成電路 多數(shù)廠商有幾條完全不同的生產(chǎn)線，生產(chǎn)不同的計(jì)算機(jī) 開發(fā)和維護(hù)完全不同的產(chǎn)品，對廠商來說是昂貴的 另外，新用戶，在開始時(shí)只需要一臺小計(jì)算機(jī) 后來可能需要一臺大的計(jì)算機(jī) 而且希望能在新計(jì)算機(jī)上執(zhí)行原有的程序 這樣，廠家和用戶需要軟件在不同型號的計(jì)算機(jī)之間兼容 ? 1964 年 IBM 宣布推出 System/360計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 第一個(gè)采用小規(guī)模集成電路的主流機(jī)型 ? 試圖一次性地解決上述兩個(gè)問題 ? 由于所有的計(jì)算機(jī) 都有相同的體系結(jié) 構(gòu)和指令集 在理論上，為一型 號編寫的程序可以 在其他型號機(jī)器上 運(yùn)行 IBM System/360的若干問題 ? IBM無法寫出同時(shí)滿足互沖突需要的操作系統(tǒng) 其實(shí)別人也一樣不能完成這項(xiàng)工作任務(wù) ? IBM OS/360文件系統(tǒng)中有類型字段，定義文件的類型，有定長、不定長記錄、塊狀和非塊狀文件 用戶對于輸出文件的大小，只有通過猜測 ? 存儲管理有基地址寄存器尋址方式，程序也可以訪問和修改基地址寄存器，但是 CPU生成的卻是絕對地址，雖然不用進(jìn)行動(dòng)態(tài)再分配 但程序卻被釘死在調(diào)入內(nèi)存時(shí)的物理地址上 IBM System/360, 龐大的軟件怪獸 ? 數(shù)千名程序員寫的數(shù)百萬行匯編語言代碼 系統(tǒng)自身占據(jù)了大量存儲空間和一半的 CPU時(shí)間 ? 數(shù)百萬行匯編代碼中有成千上萬處錯(cuò)誤 ? IBM不斷發(fā)行新的版本試圖更正這些錯(cuò)誤 每個(gè)新版本在更正老錯(cuò)誤的同時(shí)又引入新錯(cuò)誤 ? 所以隨著時(shí)間的流逝，錯(cuò)誤的數(shù)量大致保持不變 多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)（ multiprogramming） ? 在 IBM 7094機(jī)上，若當(dāng)前作業(yè)因等待 I/O而暫停， CUP只能踏步直至該 I/O完成 對于 CPU操作密集科學(xué)計(jì)算問題，浪費(fèi)時(shí)間少 對于商業(yè)數(shù)據(jù)處理， I/O等待時(shí)間常占 80％－ 90％ ? 解決辦法 將內(nèi)存分幾個(gè)部分，每部分放不同的作業(yè) 當(dāng)一個(gè)作業(yè)等待 I/O時(shí)，另一個(gè)作業(yè)可以使用 CPU 在主存中同時(shí)駐留多個(gè)作業(yè)需要硬件進(jìn)行保護(hù) 以避免信息被竊取或攻擊 Spooling 技術(shù) ? 程序卡片被拿到機(jī)房后 能夠很快將一作業(yè)從卡片讀入磁盤 ? 任何時(shí)刻當(dāng)一作業(yè)運(yùn)行結(jié)束 操作系統(tǒng)就將一新作業(yè)從磁盤讀出 裝入空出的內(nèi)存區(qū)運(yùn)行 ? Spooling技術(shù) (Simultaneous Peripheral Operation On Line) ? 該技術(shù)也用于輸出 分時(shí)系統(tǒng) ? 第三代計(jì)算機(jī)實(shí)質(zhì)是批處理系統(tǒng) ? 而從一作業(yè)提交到結(jié)果取回 , 往往長達(dá)數(shù)小時(shí) 一個(gè)逗號的誤用會導(dǎo)致編譯失敗 而可能浪費(fèi)程序員半天時(shí)間 ? 問題的解決導(dǎo)致分時(shí)系統(tǒng)的出現(xiàn) （ CTSS， Compatible Time Sharing System） ? 分時(shí)系統(tǒng)實(shí)際上是多道程序的一個(gè)變種 ? 分時(shí)系統(tǒng)的思想于 1959年在 MIT提出 ? 每個(gè)用戶有一個(gè)聯(lián)機(jī)終端 ? 在分時(shí)系統(tǒng)中，假設(shè) 20個(gè)用戶登錄 其中 17個(gè)在思考或談?wù)摶蚝瓤Х? 則 CPU可給那三個(gè)需要的作業(yè)輪流分配服務(wù) ? 調(diào)試程序的用戶常常只發(fā)出簡短的命令 而很少有長的費(fèi)時(shí)命令 ? 所以計(jì)算機(jī)能夠?yàn)樵S多用戶提供交互式快速服務(wù) 同時(shí)在 CPU空閑時(shí)還能在后臺運(yùn)行大作業(yè) ? 第一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)由 MIT的 Fernando Corbato 等 1961年在一改裝的 IBM 7090/94機(jī)上開發(fā)成功 當(dāng)時(shí)有 32個(gè)交互式用戶 ? IBM 7090/94計(jì)算機(jī)有 32K內(nèi)存，系統(tǒng)用 5K，用戶用27K，用戶存儲映象在內(nèi)存和一臺磁鼓之間切換 ? 1962年 Manchester大學(xué)的 Atlas計(jì)算機(jī)投入運(yùn)行 運(yùn)行速度 200 kFLOPS ? 第一個(gè)有虛擬存儲器 (virtual memory)和頁面調(diào)度(paging) 的機(jī)器 ? 指令執(zhí)行是管道式 (pipelined)的 MULTICS的災(zāi)難 ? 1965年在 ARPA的支持下 MIT、貝爾實(shí)驗(yàn)室和通用電氣公司決定開發(fā)一種 “ 公用計(jì)算服務(wù)系統(tǒng) ” ， 希望能夠同時(shí)支持整個(gè)波士頓所有的分時(shí)用戶。該系統(tǒng)稱作 MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service ) ? MULTICS設(shè)計(jì)目標(biāo)是：便利的遠(yuǎn)程終端使用，大量終端通過電話線接入計(jì)算機(jī)主機(jī) 高可靠的大型文件系統(tǒng)；大容量的用戶信息共享；存儲和構(gòu)造層次化信息結(jié)構(gòu)的能力 ? MULTICS研制難度超出了所有人預(yù)料 長期研制工作達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)， 1969年 4月貝爾實(shí)驗(yàn)室退出，通用電氣公司也退出了 但最終，經(jīng)過多年的努力， MULTICS成功地應(yīng)用 運(yùn)行 MULTICS的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在九十年代中陸續(xù)被關(guān)閉 ? MULTICS引入了許多現(xiàn)代操作系統(tǒng)領(lǐng)域概念雛形，對隨后操作系統(tǒng)特別是 UNIX的成功有著巨大的影響 小型計(jì)算機(jī)，電子游戲和 UNIX的成功 ?
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1