【正文】 式（ CLI，命令行接口 ）– 系統(tǒng)調用方式（也稱為應用編程接口， Application Programming Interface，簡稱 API）– 圖形、窗口方式（ GUI，圖形用戶接口 ）第一章 操作系統(tǒng)引論 圖 11 OS作為接口的示意圖 資源管理觀點? 操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中各類資源的管理者，它負責分配、回收以及控制系統(tǒng)中的各種軟硬件資源。第一章 操作系統(tǒng)引論 虛擬機觀點? OS為用戶提供了用于文件的管理軟件，用于實現對文件操作的細節(jié)，并向上提供一組對文件進行存取操作的命令， — 實現了對計算機硬件操作的第二個層次的抽象? OS為用戶提供了許多比計算機硬件功能更強、使用更方便的功能。第一章 操作系統(tǒng)引論 推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力第一章 操作系統(tǒng)引論 ? 不斷提高計算機資源利用率? 方便用戶? 器件的不斷更新換代? 計算機體系結構的不斷發(fā)展： 單處理機系統(tǒng)、多處理機系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、計算機網絡 ? 更正軟件錯誤 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的簡歷? 50年代中期，第一個簡單批處理操作系統(tǒng)? 60年代中期，多道程序批處理系統(tǒng)? 不久，分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)? 80年代，微機、多處理機及網絡操作系統(tǒng)第一章 操作系統(tǒng)引論 無操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)第一章 操作系統(tǒng)引論 巴貝奇（ Babbage）機械式計算機（ 1822— ）? 問題：計算數值表? 雖然未能實現，但它是首個現代架構– 獨立的數據與程序內存；– 基于操作的指令– 支持條件跳轉– 分開的 I/O單元? 差分機– 實現了有限差– 有 25,000個部件，重達 15噸第一章 操作系統(tǒng)引論 運算速度： 50,000指令 /每秒 , 數萬個真空管 , 占地100平方米，用于精確計算彈道（甚至沒有匯 編），更談不上操作系統(tǒng) .，然后 到機房將他的插件板插到計算機 里 . 真空管不會燒斷，從而可以計算自己的題目 .ENIAC計算機 人工操作方式第一章 操作系統(tǒng)引論 人工操作方式? 硬件昂貴，人工便宜? 用戶獨占全機? 目標是更好地利用硬件– 當用戶在控制臺上思考的時候，計算機處于閑置狀態(tài)– 批量進行計算機輸入時，用戶處于等待狀態(tài)? 操作和編程完全由手工進行，且編輯只能用機器語言（二進制代碼）? 沒有保護：如果批處理程序出現了 bug？? 問題：人 — 機矛盾 CPU—I/O 速度不匹配的矛盾Altair 8080第一章 操作系統(tǒng)引論 ? 脫機輸入 /輸出技術? 脫機 I/O方式的主要優(yōu)點如下： ?? 減少了 CPU的空閑時間。 脫機輸入 /輸出（ OffLine I/O）方式圖 13 脫機 I/O示意圖第一章 操作系統(tǒng)引論 穿孔卡片（ 1940s amp。，運算結束后將結果輸出到輸出磁帶上。，取下輸入磁帶和輸出磁帶，用輸入磁帶錄下一批作業(yè)，將輸出磁帶送到專用輸出計算機，進行脫機打印。– 解決 CPU與 I/O設備速度不匹配的矛盾，提高系統(tǒng)吞吐量? 單道批處理系統(tǒng)的特征– 自動性– 順序性– 單道性 單道批處理系統(tǒng)的特征第一章 操作系統(tǒng)引論 ? 解決了作業(yè)間的自動轉換問題，減少了機器時間的浪費。? 對短作業(yè)不公平，因為它們等待執(zhí)行的時間可能遠遠超過它們實際執(zhí)行的時間。作業(yè)由批處理程序控制運行，用戶無法實時控制，如果運行中途出現故障，只能停下來，重新運行。? 多道 是指，允許多個程序同時存在于主存中，按照某種原則分派處理機，逐個執(zhí)行這些程序。然后由作業(yè)調度程序按照一定的算法從該隊列中一次選取一個或若干個作業(yè)裝入內存執(zhí)行。? 處理機管理問題– 分配與回收– 提高利用率? 內存管理問題– 分配與回收– 信息保護? I/O設備管理問題– 分配與使用– 提高利用率第一章 操作系統(tǒng)引論 多道批處理系統(tǒng)需要解決的問題? 文件管理問題– 方便使用– 保證數據的安全性與一致性? 作業(yè)管理問題– 根據作業(yè)類型進行作業(yè)組織 分時系統(tǒng)? 為了改進響應時間和性能，提供交互式操作環(huán)境，導致了分時系統(tǒng)的出現。第一章 操作系統(tǒng)引論 分時系統(tǒng)（ TimeSharing System）的產生? 及時接收– 多路卡： 使主機能同時接收各用戶從終端上輸入的數據。? 及時處理– 作業(yè)直接進入內存– 不允許一個作業(yè)長時間占用處理機第一章 操作系統(tǒng)引論 分時系統(tǒng)實現中的關鍵問題? 多路性： 一臺主機上同時連接多臺終端；? 獨立性： 每個用戶各自通過自己的終端進行輸入 /輸出，互不干擾。? 及時性： 系統(tǒng)按人們所能接受的等待時間及時響應用戶請求。第一章 操作系統(tǒng)引論 分時系統(tǒng)的特征? 終端數目多少? 調度算法（時間片的選?。? 信息交換量和信息交換速度? 機器處理能力? 請求服務的時間長短及服務請求的分布第一章 操作系統(tǒng)引論 影響響應時間的因素 實時系統(tǒng)? 實時系統(tǒng)： 指系統(tǒng)能及時（或即時）響應外部事件的請求，在規(guī)定的時間內完成對該事件的處理，并控制所有實時任務協調一致地運行。– 都具有多路性。– 實時控制系統(tǒng)對多路現場信息進行采集，對多個對象或多個執(zhí)行機構進行控制。– 都具有獨立性。– 實時控制系統(tǒng)中，對信息的采集和對對象的控制，也都 是彼此互不干擾。 – 實時信息處理系統(tǒng)對實時性的要求與分時系統(tǒng)類似，是以人所能接受的等待時間來確定。? 交互性。– 分時系統(tǒng)能向終端用戶提供數據處理服務、資源共享等服務。? 實時系統(tǒng)要求系統(tǒng)高度可靠。? 最簡單的微機操作系統(tǒng)： 配置在 8位與 16位微機上? 典型單用戶單任務微機 OS： CP/M和 MSDOS – CP/M：帶軟盤系統(tǒng)的 8位微機操作系統(tǒng)– MSDOS：微軟開發(fā)的 16位單用戶單任務操作系統(tǒng)第一章 操作系統(tǒng)引論 單用戶單任務操作系統(tǒng)? 只允許一個用戶上機，但允許用戶把程序分為若干個任務，使它們并發(fā)執(zhí)行。? 典型單用戶多任務微機 OS： Windows– Windows Windows ： 16位微機– Windows 、 Windows ： 38 486等 32位微機– Windows 95 ：全 32位的處理技術，兼容 16位應用程序，支持網絡功能– Windows 98：將 IE整合到系統(tǒng)，增加了對多媒體的支持– Windows XP： 32位版本 /64版本– Windows NT：網絡操作系統(tǒng)第一章 操作系統(tǒng)引論 單用戶多任務操作系統(tǒng)? 允許多個用戶通過各自的終端使用同一臺機器，共享主機系統(tǒng)中的各種資源；每個用戶程序又進程又可進一步分為幾個任務并發(fā)執(zhí)行。? 典型多用戶多任務操作系統(tǒng)： UNIX OS– Solaris OS– Linux OS第一章 操作系統(tǒng)引論 多用戶多任務操作系統(tǒng)第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)發(fā)展歷史小結 操作系統(tǒng)的基本特征第一章 操作系統(tǒng)引論 第一章 操作系統(tǒng)引論 現代操作系統(tǒng)的基本特征：共享共享并發(fā)并發(fā)異步異步虛擬虛擬 并發(fā)（ Concurrence）? 并行性 是指兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生；? 并發(fā)性 是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發(fā)生。第一章 操作系統(tǒng)引論 并行與并發(fā)? 程序是靜態(tài)實體，不能并發(fā)執(zhí)行。? 多個進程之間可以并發(fā)執(zhí)行和交換信息。? 操作系統(tǒng)中 引入進程的目的 ：是使多個程序能并發(fā)執(zhí)行。 第一章 操作系統(tǒng)引論