《操作系统基础》课程详细讲义(完整版)
84页1、操作系统基础课程讲义操作系统基础课程讲义 曹效阳曹效阳 第一部分第一部分 概论概论 第一章第一章 引引 论论 前言前言 近代典型的操作系统:近代典型的操作系统: DOS WIN 32 WINDOWS95 WINDOWS2000 特点是:个人 PC,单用户系统(单任务/多用户) (WINDOWS NT UNIX LINUS ) 特点是:多用户/多任务系统 现代的 UNIX 系统: SOLARIX SVR4 SCO winserver2003-2008 现代操作系统的主要特征:现代操作系统的主要特征: 1 多线程机制 2 微内核结构( 内核线程 用户线程 ) 3 C/S 模式 4 SMP 结构,对称多处理机制 5 分布式系统结构 6 网络系统结构 操作系统这门课需要操作系统这门课需要注意注意的概念:进程的概念:进程 线程线程 程序程序 作业作业 任务任务 服务服务 进程是 程序的动态执行体,拥有资源的基本单元,被调度的基本单元 线程是 进程的执行单元(不拥有资源) ,可调度的实体,相对独立进程中的控制序列 程序是 实现某些功能和服务的计算机指示编码(静态) 作业是 从用户角度需要计算机完成
2、的工作 任务是 以计算机的角度需要执行的工作 服务是 提供某种功能的,以系统服务框架启动的程序或进程。 计算机的资源:计算机的资源: 计算机的组成(计算机的资源) 图-1 计算机的组成 计算机的资源计算机的资源(硬件硬件与与软件软件)包括:包括: 1 处理器 2 内存 3 中断 4 通道 5 信号 6 消息 1 2 3 4 是非消耗性资源,而 5 6 是消耗性的资源 计算机的结构:计算机的结构: 系统软件: 计算机管理,维护 ,控制和运行以及对程序提供编译,装载,网络通信等服务工作 应用软件: 为某一类的应用需要而设计的程序,用户为解决特定问题而编制的程序或系统 操作系统操作系统的层次结构的层次结构: 1 2 操作系统的形成和发展操作系统的形成和发展 计算机操作系统的作用: 1系统资源管理:处理器的管理,存储器管理,设备管理,文件及作业管理。 2合理调度资源,使用户方便,安全共享使用系统资源。 3提供输入,输出接口,简化用户的输入,输出工作。 4规定用户接口,发现并处理各种错误。 应用程序 系统的服务程序 操作系统 计算机硬件 (用户接口)安全,程序,图形 (操纵,管理硬件设备)CPU
3、 管理,存储管理,设备管理 作业管理,文件管理 (操作系统对象)处理器,存储器,外设,文件 (运算器) (存储器) (控制器) (输出) (输出) 操作系统的定义:操作系统的定义: 操作系统是控制与调度系统资源,方便用户安全共享使用计算机系统的软件集合。 或者 一组控制和管理计算机硬件和软件资源,合理对各类的作业进行调度,方便用户使用的程序的集 合。 操作系统的发展操作系统的发展 无操作系统的阶段 1 人工操作方式: (1945-1960)程序员直接使用计算机系统,用纸带机,卡片装载程序与数据,然后 运行,完毕后取走计算结果,让下一个用户继续上机。 (1)用户独立 (2)CPU 等待人工操作 操作系统的发展是为了解决人与机器的矛盾。 解决计算机资源的利用率。 当这个矛盾日益剧烈时, 就出现了连续处理,通道技术,缓冲技术等技术来解决这个矛盾。 2脱机输入,输出的方式。 处理的过程:输入设备外用机磁带,磁盘主机磁带,磁盘外用机输出设备 (1)减少 CPU 的空闲时间 (2)提高 I/O 速度 3单道批处理系统(在内存中只有一道 程序在运行。 提高系统的资源利用率。 ) (1)自动性 (2)
4、顺序性 (3)单道性 4多道批处理系统 多道程序的特点 (1)多道性 内存中同时驻留多道程序,并允许并发执行 (2)无序性 多个作业完成的顺序与其进行内存的顺序和对应系统 (3)调度性 1 作业的调度,在外存中选择作业 2 进程的调度,在内存中选择作业 优点/缺点 1 资源利用率提高 2 系统的吞吐量大 3 周期长 4 无交互能力 多道程序系统多道程序系统需要解决的问题需要解决的问题 (1) 处理机的管理问题 (2) 内存的管理问题 (3) I/O 设备的管理问题 (4) 文件的管理问题 (5) 作业的管理问题 5分时系统 多道程序批处理系统其中一个很大的缺点,就是没有交互性,分时系统是要解决这个问题。 1 人机交互 2 共享主机 3 便于用户使用系统 最关键的问题是解决如何是用能与自己的作业交互 及时接收 及时处理,对用户的终端提供扫描 分时系统的实现 1 作业直接进入内存 2 时间片的概念 1 )单道分时系统,外存与内存的切换 具有前台/后台的分时系统 前台区按时间片调入和调出作业 后台存放批处理作业 2) 多道分时系统 内存装载多道程序,时间片运行 分时系统的特征 (1)多道性:
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