ch112操作系统形成和发展

1.2操作系统的开展和构成

1.2.1人工操作阶段1.2.2管理程序阶段1.2.3多道程序设计与操作系统的构成1.2.4操作系统的分类1/31/202411.2.1人工操作阶段

算题过程人工把源程序用穿孔机穿制在卡片或纸带上将预备好的汇编解释程序或编译系统装入计算机汇编程序或编译系统读入人工装在输入机上的穿孔卡或穿孔带执行汇编过程或编译过程，产生目的程序，并输出目的卡片迭或纸带经过引导程序把装在输入机上的目的程序读入计算机启动目的程序执行，从输入机上读入人工装好的数据卡或数据带产生计算结果，执行结果从打印机上或卡片机上输出1/31/20242人工操作阶段的缺陷用户上机独占全机资源，呵斥资源利用率不高，系统效率低下手工操作多，浪费处置机时间，也极易发生过失数据的输入，程序的执行、结果的输出均联机进展，从上机到下机的时间拉得非常长1/31/202431.2.2管理程序阶段(1)任务流程如下：操作员集中一批用户提交的作业，由管理程序将作业从纸带或卡片机输入到磁带上，每当一批作业输入完成后，管理程序自动把磁带上的第一个作业装入主存，并把控制权交给作业。当该作业执行完成后，作业又把控制权缴回管理程序，管理程序再调入磁带上的第二个作业到主存执行1/31/20244.管理程序阶段(2)管理程序主存组织中断处理设备驱动作业定序命令和JCL言语解释器用户程序区1/31/20245管理程序阶段(3)

管理程序的主要功能:自动控制和处置作业流提供一套操作命令提供设备驱动和I/O控制功能提供库程序和程序装配功能提供简单的文件管理功能1/31/20246管理程序阶段

(4)程序算题过程

管理程序还有未处置作业取下一个作业步控制卡读Job卡登记新作业End作业卡回收资源撤离作业执行作业步作业步正常终了分析缘由作相应处置作业继续执行转向某作业步SSSFFF终了1/31/20247

1.2.3多道程序设计与操作系统构成

1.

多道程序设计的概念中断与通道多道程序设计是指允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进展计算的方法从宏观上看:从微观上看:引入多道程序设计技术的目的:1/31/20248多道程序设计例(1)

单道算题运转时处置器的运用效率

P1=78,52,20

78输入机处置器磁带机130150228280300378430450时间1/31/20249多道程序设计例(2)

两道算题运转时处置器的运用效率

P1=78,52,20P2=20,42,88

78输入机处置器磁带机1130150228280300378430450时间磁带机2打印机P1P2P1P21/31/202410多道程序设计的效果(1)

52/〔78十52十20〕≈35%〔52+42〕/150≈63％1/31/202411多道程序设计的效果(2)采用多道程序设计提高了系统效率，即添加了单位时间的算题量，但对每道程序来说，通常会延伸了计算时间。多道程序设计技术提高资源利用率和系统吞吐率是以牺牲用户的呼应时间为代价的。1/31/202412多道程序设计与操作系统构成

2多道程序设计的道数问题程序等待I/O操作的时间占其运转时间的比例为p，当主存中有n道程序时，一切程序都等待I/O的概率是pn，那么，CPU利用率=1-pnn称多道程序的道数或度数，可见CPU的利用率是n的函数1/31/202413多道程序设计与操作系统构成

多道程序设计的优点与缺陷提高了CPU的利用率提高了主存和I/O设备的利用率改良了系统的吞吐率充分发扬了系统的并行性其主要缺陷是:作业周转时间延伸1/31/202414多道程序设计与操作系统构成

3多道程序设计系统与多重处置系统多重处置系统是指配置了多个物理CPU，能真正同时执行多道程序的系统。要有效地运用多重处置系统，必需采用多道程序设计技术；反过来，多道程序设计不一定要求有多重处置系统支持。1/31/202415多道程序设计与操作系统构成

实现多道程序设计必需处理三个问题：存储维护与程序浮动；处置器的管理和调度；系统资源的管理和调度。

1/31/202416多道程序设计与操作系统构成操作系统资源管理程度和操作自动化程度进一步提高，主要表如今:1提供虚存管理功能 2支持分时操作3文件管理功能有改良4多道程序设计趋于完善1/31/2024171.2.4操作系统的开展与分类7种根本的操作系统类型：1批处置操作系统2分时操作系统3实时操作系统4微机操作系统 5网络操作系统6分布式操作系统7嵌入式操作系统拥有前三个或者其中的两个的操作系统被称为通用操作系统1/31/202418批处置操作系统何谓“批〞?作业流与批处置批处置操作系统〔BatchOS〕批处置系统的主要特征：用户脱机任务成批处置作业多道程序运转作业周转时间长1/31/202419分时操作系统为什么要有分时操作系统?分时操作系统(TimeSharingOperatingSystem)分时系统的特征同时性独立性及时性交互性1/31/202420分时与批处置操作系统的区别目的不同顺应作业的性质不同资源运用率不同作业控制方式不同1/31/202421实时操作系统(1)三种典型的实时系统:过程控制系统(消费过程控制)信息查询系统(情报检索)事务处置系统(银行业务)1/31/202422实时操作系统(2)实时操作系统(RealTimeOS)处置流程：•

数据采集•加工处置：•操作控制：•反响处置：1/31/202423操作系统的进一步开展

操作系统开展的主要动力：1器件快速更新换代。2计算体系构造不断开展。3提高计算机系统资源利用率的需求。4让用户运用计算机越来越方便的需求。5满足用户新要求，提供应用户新效力。

1/31/202424微机操作系统新一代微机操作系统具有以下功能：GUI、多用户和多义务、虚拟存储管理、网络通讯支持、数据库支持、多媒体支持、运用编程支持API〔运用程序编程接口〕。具有以下特点：(1)开放性(2)通用性(3)高性能

1/31/202425并行操作系统计算机的运用每前进一步都要求添加计算机的处置才干。为到达极高性能，除提高元器件速度外，必需改良计算机系统构造，这主要采用添加同一时间间隔内的操作数量，经过并行处置技术，研讨并行计算机。1/31/202426网络操作系统网络操作系统(NetworkOperatingSystem)网络操作系统应该具有的功能：1网络通讯2资源管理3网络管理4网络效力1/31/202427分布式操作系统分布式计算机系统由多台分散的计算机经互连网络衔接而成,具备四项根本功能1进程通讯2资源共享3并行计算4网络管理分布式操作系统与单机集中式操作系统的主要区别在于:资源管理进程通讯：系统构造：1/31/202428嵌入式操作系统(1)

•3C：计算机是贯穿社会信息化的中心技术，网络和通讯是社会信息化赖以存在的根底设备，电子消费产品是人与社会信息化的主要接口。嵌入式(计算机)系统的运用环境带来了对嵌入式系统软件(embeddedsoftware)的要求1/31/202429嵌入式操作系统(2)嵌入式OS指运转在嵌入式(计算机)环境中，对整个系统及一切操作的各种部件、安装等资源进展一致协调、处置、指挥和控制的系统软件嵌入式OS具有通常操作系统的功能，包括：与硬件相关的底层软件、操作系统中心功能，功能强大的还提供图形界面、通讯协议、小型阅读器等设备1/31/202430嵌入式操作系统特征

微型化：可定制：实时性：可靠性：易移植性：开发环境：1/31/202431嵌入式操作系统实例(1)VxWorks是美国WindRiver公司开发的嵌入式实时操作系统，可靠性高、性能杰出、界面友好，广泛地运用在通讯、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，在美国的F-16、FA-18战斗机、B-2隐形轰炸机、爱国者导弹，和火星探测器(97年4月在火星外表登陆)