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-在線瀏覽
2024-12-20 15:41本頁面
【正文】 工作量大，難度高，易出錯，需要大量人力和物力 第 2 階段 硬件昂貴，人力便宜 簡單批處理：裝入程序、運行、打印結(jié)果、撤出、再重復(fù) 用戶把程序（卡片或磁帶）交給負(fù)責(zé)調(diào)度的操作員（系統(tǒng)管理員） 常駐監(jiān)控程序自動地裝入程序、運行、撤出作業(yè) 多道程序批處理系統(tǒng) ? 在磁盤上多個作業(yè)等待運行 ? 多道程序 同時運行 多個作業(yè) 選擇若干作業(yè)準(zhǔn)備運行（ 調(diào)度 ） 并裝入內(nèi)存（ 存儲管理 ） 運行一個作業(yè)，當(dāng)它等待時切換至內(nèi)存中的另一個作業(yè)（如需安裝磁帶，等鍵按下） 多道程序設(shè)計： 多個用戶共享系統(tǒng) 增加：存儲保護，重定位 利用率高（多個作業(yè)） 有必要采用并發(fā)程序設(shè)計技術(shù) 操作系統(tǒng)成為研究焦點： 需要處理復(fù)雜性 ? 首次面對重大失?。? MULTICS 于 1963 年開始， 直至 1969 年才發(fā)布 IBM 的 OS/360 發(fā)布時， 帶著已知的 1000 個錯誤 ? 早期計算機：單控制方式 CPU負(fù)責(zé)計算，也負(fù)責(zé)傳輸 ? 早期計算機的使用方式 一個用戶獨占全部資源 浪費： CPU與外設(shè)速度不匹配 手工操作方式和高速機器之間的不匹配 ? 提高資源利用率 多部件并行，多任務(wù)共享 通道引入：傳輸和 CPU相對獨立 中斷引入：各部件的協(xié)調(diào)動作成為可能 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展可以支持 OS 多道程序運行模式 第 3 階段 硬件較以前便宜，人力昂貴 交互式 分時處理 ? 一臺計算機，多個便宜終端 所有用戶可與系統(tǒng)立即交互 調(diào)試比較方便 ? 磁盤便宜，故可在線存放程序和數(shù)據(jù) 1 張穿孔卡片 = 100個字節(jié) 1 MB = 10K卡片 OS/360 有若干英尺長度的卡片 ? 新問題 易于使用，提高人的生產(chǎn)力 合理的響應(yīng)時間 引入文件系統(tǒng)，使用戶可存取數(shù)據(jù) ? 解決 需要搶占式調(diào)度以便保持 適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)時間 需要避免抖動（程序在內(nèi)存中 過于頻繁的對換） 需要提供適用的安全檢測 ? 成功： 一群計算機迷 ( Tomson, Ritchie ) 在貝爾實驗室發(fā)展出了 UNIX。 諾依曼） 賓夕法尼亞大學(xué)的 Eckert和 William Mauchley 德國電話公司的 Konraad Zuse以及其他一些人 都使用真空管成功地建造了運算機器 真空管計算機（ 1945年 1955年）時期 沒有程序設(shè)計語言（甚至沒有匯編），更談不上操作系統(tǒng) 程序員提前預(yù)約一段時間 ,然后到機房將他的插件板插到計算機里 期盼著在接下來的時間中 幾萬個真空管不會燒斷 從而可以計算自己的題目 ENIAC計算機（ 美國賓夕法尼亞大學(xué)） 運算速度： 5000次 /每秒 , 18000個真空管 , 占地 182平方米，重量 130噸，功耗 140kW 50年代早期 出現(xiàn)了穿孔卡片 程序?qū)懺诳ㄆ先缓笞x入計算機 但計算過程則依然如舊 晶體管計算機（ 1955年 1965年）時期 50年代晶體管發(fā)明 計算機比較可靠，可成批地生產(chǎn) 用戶可指望計算機長時間運行，完成一些工作 FORTRAN 1954年提出， 1956年設(shè)計完成 ALGOL 1958年引入 COBOL 1959年引入 設(shè)計人員、生產(chǎn)人員、操作人員、程序人員和維護人員之間第一次有了明確的分工 要運行一個作業(yè)，先將程序?qū)懺诩埳希ㄓ酶呒壵Z言或匯編語言） 然后穿孔成卡片，再將卡片盒交給操作員 計算結(jié)果從打印機上輸出 操作員到打印機上撕下運算結(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任務(wù) 如果需要 FORTRAN編譯器，還要把它取來讀入計算機 機時在走來走去時被浪費 批處理操作系統(tǒng) 現(xiàn)代操作系統(tǒng)雛型 為了改進主存和 I/O設(shè)備之間的吞吐量 IBM 7094機引入了 I/O 處理機概念 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算機 如 IBM 1401計算機，將它們讀到磁帶上 另外用較昂貴的計算機，如 IBM7094來完成真正的計算 第二代計算機典型的操作系統(tǒng) FMS（ FORTRAN Monitor System， FORTRAN監(jiān)控系統(tǒng)） IBMSYS（ IBM為 7094機配備的操作系統(tǒng)） 這些操作系統(tǒng)由監(jiān)控程序，特權(quán)指令，存儲保護和簡單的批處理構(gòu)成 第三代集成電路計算機（ 1965年 1980年）時期 60年代初期，計算機開始采用集成電路 多數(shù)廠商有幾條完全不同的生產(chǎn)線，生產(chǎn)不同的計算機 開發(fā)和維護完全不同的產(chǎn)品，對廠商來說是昂貴的 另外，新用戶，在開始時只需要一臺小計算機 后來可能需要一臺大的計算機 而且希望能在新計算機上執(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算機之間兼容 ? 1964 年 IBM 宣布推出 System/360計算機系統(tǒng) 第一個采用小規(guī)模集成電路的主流機型 ? 試圖一次性地解決上述兩個問題 ? 由于所有的計算機 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 在其他型號機器上 運行 IBM System/360的若干問題 ? IBM無法寫出同時滿足互沖突需要的操作系統(tǒng) 其實別人也一樣不能完成這項工作任務(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，雖然不用進行動態(tài)再分配 但程序卻被釘死在調(diào)入內(nèi)存時的物理地址上 IBM Sys
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