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计算机操作系统教程.txt我退化了，到现在我还不会游泳，要知道在我出生之前，我绝对是游的最快的那个 文库帮手网 免费帮下载 百度文库积分 资料 本文由钟坤江贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第1章 计算机操作系统概述 第1章 计算机操作系统概述 1.1 存储程序式计算机模型 1.2 操作系统的发展历史 1.3 操作系统的基本概念 1.4 操作系统的逻辑模型 1.5 微机操作系统 开 始 第1章 计算机操作系统概述 本章学习目标 操作系统的作用 操作系统的发展 操作系统的特征与功能 多道程序设计的概念 操作系统的模型 返回本章首页 第1章 计算机操作系统概述 1.1 存储程序式计算机模型 1.1.1 作为扩展机器的操作系统 1.1.2 作为资源管理的操作系统 返回本章首页 第1章 计算机操作系统概述 储程序式计算机模型 储程序式计算机模型的基本方案是， 储程序式计算机模型的基本方案是，如要使计算 机能够自动地计算， 机能够自动地计算，必须有一个存储器用来存储 程序和数据；同时要有一个运算器， 程序和数据；同时要有一个运算器，用以执行指 定的操作；有一个控制器，以便实现自动操作； 定的操作；有一个控制器，以便实现自动操作； 另外，辅以输入/输出部件 输出部件， 另外，辅以输入 输出部件，以便输入原始数据和 输出计算结果。 输出计算结果。于是形成了现代计算机的基本组 成形式。如图1.1所示 所示。 成形式。如图 所示。 第1章 计算机操作系统概述 图1.1 存储程序计算机的组成 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.1.1 作为扩展机器的操作系统 一台完全无软件的计算机系统称为裸机， 一台完全无软件的计算机系统称为裸机 ， 即便其性能再 相对于用户来讲， 如果要面对计算机的指令集、 强 ， 相对于用户来讲 ， 如果要面对计算机的指令集 、 存 储组织、 总线结构的编程则是十分困难的 总线结构的编程则是十分困难的。 储组织 、 I/O总线结构的编程则是十分困难的。 对于一般 程序员也并不想涉足硬件编程的种种具体细节， 程序员也并不想涉足硬件编程的种种具体细节 ， 而希望 针对数据结构抽象地使用硬件。 针对数据结构抽象地使用硬件 。 如果我们在裸机上覆盖 一层I/O设备管理软件 用户便可以利用这层I/O设备管理 设备管理软件， 一层 设备管理软件， 用户便可以利用这层 设备管理 软件提供给用户的接口来进行数据的输入和输出， 软件提供给用户的接口来进行数据的输入和输出 ， 那么 用户此时看到的计算机是一台功能强大、 用户此时看到的计算机是一台功能强大 、 使用方便的计 算机， 但实际上，计算机的硬件丝毫没有变化， 算机 ， 但实际上 ， 计算机的硬件丝毫没有变化 ， 这样的 计算机称为软件扩充的机器，或称软件虚拟机。 计算机称为软件扩充的机器，或称软件虚拟机。 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.1.2 作为资源管理的操作系统 从作为机器功能扩充的观点看， 从作为机器功能扩充的观点看 ， 操作系统是为用户提供 基本的方便的接口， 基本的方便的接口 ， 这是一种自顶向下的观点或是自内 向外的观点。 向外的观点 。 但是从用户向机器的观点或自底向上的观 点来看， 点来看 ， 操作系统则用来管理一个复杂计算机系统的各 个部分。 现代计算机包含处理器、存储器、时钟、磁盘、 个部分 。 现代计算机包含处理器 、 存储器 、 时钟 、 磁盘 、 终端、 网络接口、打印机以及许多其他设备。 终端 、 网络接口 、 打印机以及许多其他设备 。 从这个角 度来看， 度来看 ， 操作系统的任务是在相互竞争的程序之间有序 地控制对处理器、存储器以及其他I/O接口设备的分配 接口设备的分配。 地控制对处理器、存储器以及其他 接口设备的分配。 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.2 操作系统的发展历史 1.2.1 无操作系统的计算机 1.2.2 单道批处理系统与多道批处 理系统及执行系统 1.2.3 1.2.4 分时系统 实时系统 1.2.5 微机操作系统、网络操作系 微机操作系统、 统与分布式操作系统 返回本章首页 第1章 计算机操作系统概述 1.2.1 无操作系统的计算机 从第一代计算机诞生到20世纪 年代中期还未出 从第一代计算机诞生到 世纪50年代中期还未出 世纪 现操作系统，这时的计算机采用人工操作方式。 现操作系统，这时的计算机采用人工操作方式。 其过程是： 其过程是： 图1.2 手工操作计算机 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.2.2 单道批处理系统与多道批处理系统 及执行系统 所谓批处理系统是指加载在计算机上的一个系统 软件，在它的控制下， 软件，在它的控制下，计算机能够自动地成批地 处理一个或多个用户的作业。 处理一个或多个用户的作业。 首先出现的是联机批处理系统。如下图1.3所示 所示。 首先出现的是联机批处理系统。如下图 所示。 下一页 第1章 计算机操作系统概述 脱离主机控制的输入/输出批处理系统 脱离主机控制的输入 输出批处理系统 在外设处理数据时，主机处理“忙等”状态， 在外设处理数据时，主机处理“忙等”状态，这 样高速的主机与慢速的外设矛盾就显现出来。 样高速的主机与慢速的外设矛盾就显现出来。为 了克服与缓解主机与外设的矛盾。我们引入脱机 了克服与缓解主机与外设的矛盾。 批处理系统，即脱离主机控制的输入/输出批处理 批处理系统，即脱离主机控制的输入 输出批处理 系统。如图1.4所示 所示。 系统。如图 所示。 下一页 第1章 计算机操作系统概述 图1.4 脱机批处理系统 下一页 第1章 计算机操作系统概述 在单道批处理系统中，内存中仅有一道作业， 在单道批处理系统中，内存中仅有一道作业，中断和通 道技术出现以后，虽然可以实现输入/输出设备与中央处 道技术出现以后，虽然可以实现输入 输出设备与中央处 理机并行操作， 理机并行操作，但由于属于同一道作业的可并发执行的 进程不多，大多数进程是有同步关系的， 进程不多，大多数进程是有同步关系的，这使系统中仍 有较多的空闲资源，致使系统的性能较差。 有较多的空闲资源，致使系统的性能较差。为了进一步 提高资源的利用率和系统对作业的吞吐量， 提高资源的利用率和系统对作业的吞吐量，在60年代中 年代中 引入了多道程序设计技术， 期，引入了多道程序设计技术，由此而形成了多道批处 理系统。单道程序与多道程序的执行过程如图1.5和图 和图1.6 理系统。单道程序与多道程序的执行过程如图 和图 所示。 所示。 下一页 第1章 计算机操作系统概述 下一页 第1章 计算机操作系统概述 在操作系统中引入多道程序设计技术以后， 在操作系统中引入多道程序设计技术以后，会 使系统具有以下特征。 使系统具有以下特征。 （1）多道性 ） （2）无序性 ） （3）宏观上并行、微观上串行 ）宏观上并行、 （4）调度性 ） 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.2.3 分时系统 分时技术是把处理机的时间分成很短的时间片， 分时技术是把处理机的时间分成很短的时间片， 这些时间片轮流地分配给各个联机的各作业使用。 这些时间片轮流地分配给各个联机的各作业使用。 如果某作业在分配给它的时间片用完时仍未完成， 如果某作业在分配给它的时间片用完时仍未完成， 则该作业就暂时中断，等待下一轮运行， 则该作业就暂时中断，等待下一轮运行，并把处 理机的控制权让给另一个作业使用。 理机的控制权让给另一个作业使用。这样在一个 相对较短的时间间隔内， 相对较短的时间间隔内，每个用户作业都能得到 快速响应，以实现人机交互。 快速响应，以实现人机交互。 第1章 计算机操作系统概述 分时系统与多道批处理系统相比， 分时系统与多道批处理系统相比，具有完 全不同的特征， 全不同的特征，由上所述可以归纳成以下 几点： 几点： （1）多路性 ） （2）独立性 ） （3）及时性 ） （4）交互性 ） 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.2.4 实时系统 1实时操作系统的分类 2实时操作系统的主要目标 第1章 计算机操作系统概述 1实时操作系统的分类 实时控制： 实时控制：当计算机应用于生产过程的控制形 成以计算机为中心的控制系统时， 成以计算机为中心的控制系统时，系统要求能实 时采集现场数据， 时采集现场数据，并对所采集的数据进行及时处 从而自动地控制相应的执行机构， 理，从而自动地控制相应的执行机构，使某些参 如湿度、压力、液位）能按预定的规律变化， 数（如湿度、压力、液位）能按预定的规律变化， 以保证产品的质量和提高产量。 以保证产品的质量和提高产量。 实时信息处理：通常， 实时信息处理：通常，我们把要求对信息进行 实时处理的系统称为实时信息处理系统。 实时处理的系统称为实时信息处理系统。 第1章 计算机操作系统概述 2实时操作系统的主要目标 （1）实时时钟管理。 ）实时时钟管理。 （2）连续人机对话。 ）连续人机对话。 （3）过载防护。 ）过载防护。 （4）高可靠性。 ）高可靠性。 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.2.5 微机操作系统、网络操作系统与分 微机操作系统、 布式操作系统 微机操作系统 世纪80年代 到20世纪 年代，随着超大规模集成电路的发展 世纪 年代， 产生了微型计算机， 产生了微型计算机，配置在微机上的操作系统称 为微机操作系统。最早出现的微机操作系统是8 为微机操作系统。最早出现的微机操作系统是 位微机上的CP/M，它是一个单用户单任务操作系 位微机上的 ， 即只允许一个用户上机， 统，即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。 作为一个任务运行。 第1章 计算机操作系统概述 计算机网络 计算机技术和通讯技术的结合使得微机用户资源 共享及相互通信的愿望成为可能， 共享及相互通信的愿望成为可能，即在一台计算 机上可以使用其他机器上的资源或进行通信。 机上可以使用其他机器上的资源或进行通信。这 样计算机网络的概念得以产生。 样计算机网络的概念得以产生。一些独立自治的 计算机利用通信线路相互连接形成的计算机的集 称为计算机网络。 合，称为计算机网络。 第1章 计算机操作系统概述 分布式操作系统 大量的实际应用要求一个一体化的系统，用户希望以统一的界面， 大量的实际应用要求一个一体化的系统，用户希望以统一的界面， 标准的接口去使用系统的各种资源，实现所需的各种操作。 标准的接口去使用系统的各种资源，实现所需的各种操作。这就导 致了分布式系统的出现。一个分布式系统是若干计算机的集合， 致了分布式系统的出现。一个分布式系统是若干计算机的集合，它 们都有自己的局部存储器和外部设备， 们都有自己的局部存储器和外部设备，但分布式系统是一个一体化 的系统，在系统中有一个全局操作系统，即分布式操作系统， 的系统，在系统中有一个全局操作系统，即分布式操作系统，它负 责整个系统的资源分配和调度、任务划分、信息传输、 责整个系统的资源分配和调度、任务划分、信息传输、控制协调等 工作，为用户提供一个统一的界面，标准的接口， 工作，为用户提供一个统一的界面，标准的接口，用户通过这一界 面实现所需的操作和使用系统的资源， 面实现所需的操作和使用系统的资源，但操作和计算是在哪一台计 算机上执行或使用哪个计算机的资源则由操作系统自动完成， 算机上执行或使用哪个计算机的资源则由操作系统自动完成，用户 不用知道，即分布或操作系统是透明的。 不用知道，即分布或操作系统是透明的。 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.3 操作系统的基本概念 1.3.1 操作系统的定义 1.3.2 操作系统的基本功能 1.3.3 操作系统的特征 返回本章首页 第1章 计算机操作系统概述 1.3.1 操作系统的定义 操作系统是用户和系统的界面， 操作系统是用户和系统的界面，系统内部虽然十 分复杂， 分复杂，但这些复杂性由于有操作系统的存在而 不显现在用户面前。 不显现在用户面前。计算机操作系统向用户提供 系统调用，用户通过操作系统提供的命令， 系统调用，用户通过操作系统提供的命令，简单 方便地把自己的意图告诉系统， 方便地把自己的意图告诉系统，让操作系统去完 成工作。由于操作系统的卓越工作， 成工作。由于操作系统的卓越工作，才能保证系 统资源的充分利用，又使用户能方便使用计算机。 统资源的充分利用，又使用户能方便使用计算机。 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.3.2 操作系统的基本功能 1存储器管理的功能 2处理机管理的功能 3设备管理的功能 4文件管理的功能 下一页 第1章 计算机操作系统概述 1存储器管理的功能 内存分配 内存保护 地址映射 内存扩充 下一页 第1章 计算机操作系统概述 2处理机管理的功能 进程控制 进程同步 进程通信 调度 下一页 第1章 计算机操作系统概述 3设备管理的功能 缓冲管理 设备分配 设备处理 设备独立性和虚拟设备 下一页 第1章 计算机操作系统概述 4文件管理的功能 文件存储空间的管理 目录管理 文件的操作 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.3.3 操作系统的特征 1并发特征（Concurrence） 并发特征（ ） 2共享特征（Sharing） 共享特征（ ） 3虚拟特征（Virtual） 虚拟特征（ ） 4不确定性 返回本章首页 第1章 计算机操作系统概述 1.4 操作系统的逻辑模型 近年来，大型软件都是采用层次式结构， 近年来，大型软件都是采用层次式结构，也就是 将一个软件分为若干个逻辑层次。如下图1.7所示 所示， 将一个软件分为若干个逻辑层次。如下图 所示， 简要地示意了操作系统的分层逻辑结构。 简要地示意了操作系统的分层逻辑结构。 用户接口 （命令接口、程序接口、图形用户接口） 对对象操纵和管理的软件集合 （处理机管理软件、存储器管理软件、设备管理软件、文件管理软件） 操作系统对象 （处理机、存储器、设备、文件） 返回本章首页 第1章 计算机操作系统概述 1操作系统的对象 2操作系统对象操纵和管理的软件集合 3用户接口 （1）命令接口 ） （2）程序接口 ） （3）图形用户接口 ） 第1章 计算机操作系统概述 1.5 微机操作系统 1.5.1 DOS操作系统 操作系统 1.5.2 MS-Windows操作系统 操作系统 1.5.3 UNIX操作系统 操作系统 返回本章首页 第1章 计算机操作系统概述 1.5.1 DOS操作系统 操作系统 1981年IBM公司首次推出了 年 公司首次推出了IBM-PC个人计算机，在 个人计算机， 公司首次推出了 个人计算机 微机中采用了微软公司开发的MS-DOS操作系统 。 操作系统。 微机中采用了微软公司开发的 操作系统 该操作系统在8位计算机操作系统 位计算机操作系统CP/M的基础上 该操作系统在 位计算机操作系统 的基础上 进行了较大的扩充，增加了许多内部和外部命令， 进行了较大的扩充，增加了许多内部和外部命令， 使该操作系统具有较强的功能及性能优良的文件 系统。 随着IBM-PC及其兼容机的普及和畅销 ， 及其兼容机的普及和畅销， 系统 。 随着 及其兼容机的普及和畅销 MS-DOS操作系统也就成了事实上的 位微机单用 操作系统也就成了事实上的16位微机单用 操作系统也就成了事实上的 户单任务操作系统的标准。 户单任务操作系统的标准。 返回本节 第1章 计算机操作系统概述 1.5.2 MS-Windows操作系统 操作系统 1990年微软公司推出的 年微软公司推出的Windows 3.0以其易学易用、 友好 以其易学易用、 年微软公司推出的 以其易学易用 的图形用户界面、 支持多任务的优点，很快占领了市场。 的图形用户界面 、 支持多任务的优点 ， 很快占领了市场 。 1992年推出的 年推出的Windows 3.1版，提供了386增强模式，提高 版 提供了 增强模式， 年推出的 增强模式 了运行速度，功能也更强大。 了运行速度，功能也更强大。 1993年推出了 年推出了Windows NT是一个全新的 位多任务操作系 是一个全新