OS01操作系统概论.ppt

操作系统原理与 Windows2003实践教程主讲教师：吴强1第 1 章操作系统概论操作系统原理与Windows 2003实践教程2教材：n桑莉君.《计算机操作系统原理 与Windows 2003实践教程》机械工业出版社3参考书：n张尧学，史美林.计算机操作系统教程.2版. 清华大 学出版社n庞丽萍.操作系统原理.华中理工大学出版社nAndrew S.Tanenbaum.现代操作系统.机械工业出版 社 n尤晋元,史美林.Windows操作系统原理.机械工业出 版社n汤子瀛，哲凤屏，汤小丹.计算机操作系统.修定版. 西安电子科技大学出版社4计算机设备计算机设备5液晶显示 器计算机设备控制计算机设备控制6789101112课程内容n第一章 操作系统概论n第二章 进程控制与同步n第三章 调度与死锁n第四章 作业管理n第五章 存储管理n第六章 设备管理 n第七章 文件管理n第八章 Windows 2003 Server 的网络管理13第一章 操作系统概论n1.1 操作系统的概念n1.2 操作系统的形成与发展n1.3 操作系统的类型n1.4 操作系统的特征与功能n1.5 操作系统的结构设计模式n1.6 网络操作系统 n1.7 Windows 2003 操作系统n1.8 本章小结141.1 操作系统的概念n什么是操作系统？n操作系统在计算机系统中的地位15什么是操作系统n你知道下列哪些是操作系统吗？ DOS LINUX TURBO-ASM VI WINDOWS TURBO-C WORD 红 警 FOXPRO UNIX 一个C语言源程序16目前常见的操作系统n微软：Windows系列（以前MS-DOS）nUNIX：Solaris, AIX, HP UX, SVR4, BSD, ULTRIXn自由软件：Linux, freeBSD, MinixnIBM: AIX, zOS(OS/390), OS/2, OS/4000,PC DOSn其他：Mac OS, NetWare,……17你使用过的操作系统能做什么？¨各种命令：dir copy del format 执行 不同操作¨启动、结束用户程序¨编程时调用系统：如INT指令、API编程 接口¨WINDOWS、UNIX 等提供多任务或多 用户环境18操作系统不能做什么？¨不做图像处理¨不做房屋设计¨不完成编译程序总之，操作系统不直接解决最终具体 应用问题，也不负责编译源程序.19操作系统为你完成所有“硬件相关、应用无关”的工作，以给你方便、高效、安全20操作系统OS（Operating System）是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度， 以及方便用户使用的程序的集合。

21操作系统是现代计算机系统中必不可少 的最重要的系统软件 22n操作系统的根本目标在于：n方便用户n提高资源利用率23操作系统在计算机系统中的地位和作用 n是硬件与所有其他软件之间的接口n是计算机系统的大脑，各类资源的管理者 n它是硬件系统的首次扩充总之，操作系统在计算机系统中处于承承 上启下上启下的地位 241.2 操作系统的形成与发展n操作系统的产生 ¨手工操作阶段（40年代） ¨单道批处理阶段（50年代） n操作系统的形成 ¨多道批处理（60年代初） ¨分时系统（60年代中）¨实时操作系统（60年代中）n操作系统的发展¨现代操作系统阶段：多处理器OS、微机OS、网络OS 、分布式OS和嵌入式OS等 25多道批处理操作系统发展史上革命性变革操作系统发展史上革命性变革多道程序设计技术：在内存中放多道程序, 使它们在管理程序的控制下相互穿插地运行 26单道和多道程序工作过程比较27多道运行的特点• 多道 • 宏观上并行：同时有多道程序有内存运行， 某一时间段上，各道程序不同程度地向前推 进 • 微观上串行：任一时刻最多只有一道作业占 用CPU，多道程序交替使用CPU 28多道批处理系统的工作过程用户将作业交到机房，操作员将一批 作业输入到辅存（如磁盘）上，形成一个作 业队列。

当需要调入作业时，管理程序从这 一批中选几道作业调入内存，让它们进入内 存运行当一些作业完成时，管理程序调入 另一些程序，直到这一批作业全部完成 29多道批处理系统的优点n资源利用率高资源指CPU及设备n系统吞吐量大系统吞吐量指系统在单位时 间完成的总工作量30多道批处理系统的缺点n作业平均周转时间长n无交互能力311.3 操作系统的类型n根据操作系统的使用环境和对作业处理方式¨批处理系统、分时系统和实时系统三种基本类 型n根据所支持的用户数目¨单用户系统、多用户系统n根据计算机体系结构¨网络操作系统、分布式系统321.3.1 单用户操作系统n 单用户单任务OS¨是指只允许一个用户上机，且只允许用户程序 作为一个任务运行¨最具代表性的系统有CP/M和MS-DOS： n单用户多任务OS¨是指只允许一个用户上机，但允许将一个用户 程序分为若干个任务并发执行，从而有效地改善 系统的性能¨最具代表性的是OS/2和Windows： 331.3.2 多道批处理操作系统¨多道性：内存中可同时驻留多道程序，其中某 一道程序占用CPU，当由于某种原因该程序暂时 不能运行时，CPU立即转去执行另一道程序。

¨成批性：用户提交的作业成批地送入系统，在 整个运行过程中，用户不能干预作业的运行¨无序性：作业的执行顺序与进入内存的顺序无 关，先进入内存的作业可能最后完成，后进入内 存的作业也可能最早完成¨调度性：一道作业要运行必须经过两次调度， 作业调度和进程调度341.3.3 分时操作系统主机终 端图1-4 分时系统示意图 35n多路性：允许同一主机联接多台终端n独立性：每一用户独占一个终端n及时性：用户请求能及时响应n交互性：可人机对话361.3.4 实时操作系统n实时系统（Real-Time System）是指系统能及时(即 实时)响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该 事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行 n实时操作系统是一种响应时间快、可靠性很高的操 作系统，但不强求系统资源的利用率n实时系统又分为实时控制系统和实时信息处理系统 ¨实时控制系统：如工业控制¨实时信息处理系统：如联网订票系统37n2．实时系统的特征¨ 高响应性¨ 高可靠性实时系统常常用于实时控制方面 ，因此要求高可靠性与¨ 高安全性批处理、分时、实时系统是三种基本的操 作系统类型一个实际的操作系统可能兼有三者或 其中两者的功能，这样的操作系统称为“通用操作系 统”。

381.3.5 网络操作系统n网络操作系统（NOS）是指在通常的操作系 统中增加了实现网络低层协议功能和网络设 备管理功能，从而能提供网络通信和网络服 务的操作系统n网络操作系统的模式：¨客户/服务器模式（Client/Server）¨对等模式（Peer-to-Peer） 391.3.6 分布式操作系统n分布式操作系统（Distributed Operating System）指在各处理器之间采用无主从关系来 设计的操作系统所有的系统任务可以在系 统中任何处理器上运行系统有高度的并行 性和有效的同步方法来有效的控制和协调任 务的并行执行40n分布式操作系统的功能n资源管理在分布式OS中，系统中的所有资源由 OS统一管理和调度n任务分配在分布式OS中，以一组能并行执行的 任务集为单位，同时把它们分配到多个处理器上n进程迁移将一些进程从一个系统迁移到另一个系 统去运行，以均衡各处理器的负载，或加快计算的 速度并保持不同处理器上的进程能严格同步执行 41嵌入式操作系统什么是嵌入式系统？ 在各种设备、装置或系统中，完成特定功能的软硬 件系统 它们是一个大设备、装置或系统中的一部分，这个 大设备、装置或系统可以不是“计算机”通常工作在反应快或对处理时间有较严格要求环境 中 由于它们被嵌入在各种设备、装置或系统中，因此 称为嵌入式系统42嵌入式操作系统的应用智能卡移动通信计算机外设机顶盒零售设备印刷机复印机互联网服务器交换设备431.4 操作系统的特征与功能n操作系统的特征：¨并发性¨共享性¨虚拟性¨异步性44n操作系统的功能：¨处理器管理¨存储器管理¨设备管理¨作业管理¨文件管理451.5 操作系统的结构设计模式n模块化结构n层次化结构n客户机/服务器结构n微内核结构461.5.1 模块化结构图1-5 模块化OS的结构471.5.2 层次化结构DOS操作系统的层次化结构命令解释处理程序文件处理程序基本输入/输出系统裸 机用户、应用程序DOS操作系统481.5.3 客户/服务器结构图1-6 单机环境下的客户/服务器模式裸机（硬件裸机（硬件））微内核微内核客户客户 机机 进程进程客户客户 机机 进程进程进程进程 服务服务 器器终端终端 服务服务 器器文件文件 服务服务 器器用户态核心态491.5.4 微内核结构微内核的设计目标是使操作系统的内 核尽可能小，即内核仅提供进程间的通信、 某些存储管理、有限的低级进程管理和调度 以及低级I/O等服务，而其他所有的服务尽量 在用户级完成，这样的操作系统称为服务器 化的操作系统。

501.6 网络操作系统n网络操作系统，就是在计算机网络中，管理 一台或多台主机的硬件资源，支持网络通信 ，提供网络服务的程序集合 n根据工作模式可归纳为三种类型： ¨集中式¨客户/服务器模式（C/S） ¨对等式 51网络操作系统的基本功能¨提供高效而可靠的网络通信能力¨网络共享资源的管理¨提供多种网络服务¨网络管理功能网络管理最主要的任务是安全 管理 ¨互操作能力互操作是指在客户/服务器模式 的LAN环境下，连接在服务器上的多种客户机和 主机，不仅能与服务器通信，而且还能以透明的 方式访问服务器上的文件系统521.7 Windows2003操作系统 nWindows操作系统的发展5354Windows2003的特点 1. 友好的用户界面 2. 非凡的稳定性能 3. 方便的系统可管理性 4. 强大的网络功能 5. 可靠的安全性55Windows2003的结构 用户态核心态系统支持进程服务进程应用程序环境子系统子系统动态连接库执行体核心设备驱动程序图形引擎硬件抽象层561.7 本章小结 n操作系统的概念n操作系统的功能n操作系统的特征n操作系统的类型57课堂练习n1．计算机的操作系统是一种（ ）。

A.应用软件 B.系统软件 C.工具软件 D.字表处理软件n2．用户要在程序以及获得系统帮助，必须通过（ ） A.进程调度 B.作业调度 C.键盘命令 D.系统调用n3．操作系统是对（ ）进行管理的软件 A.软件 B.硬件 C.计算机资源 D.应用程序BD C58n4. 从用户的观点看，操作系统是（ ） A.用户与计算机之间的接口 B.控制和管理计算机资源的软件 C.合理地组织计算机工作流程的软件 D.由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体n5. 分时操作系统通常采用（ ）策略为用户服务 A.可靠性和灵活性 B.时间片轮转 C.时间片加权分配 D.短作业优先n6.（ ）操作系统允许用户把若干个作业提交给计算机 系统 A.单用户 B.分布式 C.批处理 D.监督ACC59n7.在（ ）操作系统控制下，计算机系统能及 时处理由过程控制反馈的数据并作出响应 A.实时 B.分时 C.分布式 D.单用户n8. 下面哪项不是操作系统的主要功能( ) A.作业管理 B.文件管理 C.处理器管理 D.用户管理。