第1章 操作系统引论-1

1、第一章操作系统引论 操作系统主讲：刘亚辉1第一章操作系统引论 课程安排：课程安排： 上课：上课：48学时学时 上机：上机：20学时学时 考试方式：闭卷考试方式：闭卷试卷：试卷：80%；平时：；平时：20%讲授内容：讲授内容： 操作系统引论操作系统引论 进程管理进程管理 处理机调度与死处理机调度与死锁锁 存储管理存储管理 设备管理设备管理 文件管理文件管理2第一章操作系统引论 参考书：参考书：1、计算机操作系统计算机操作系统 郁红英，清华大学出版社郁红英，清华大学出版社2、操作系统概念操作系统概念美美Silberschatz等编著等编著 ，郑扣根郑扣根 译，高等教育出版社。译，高等教育出版社。3

2、第一章操作系统引论 第一章 操作系统引论 1.1操作系统的目标和作用操作系统的目标和作用 1.2操作系统的发展过程操作系统的发展过程 1.3操作系统的基本特性操作系统的基本特性 4第一章操作系统引论 5计算机系统计算机系统计计算算机机系系统统软件软件硬件硬件系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统：操作系统：WindowsWindows、UnixUnix、LinuxLinux语言处理程序：汇编、编译程序等语言处理程序：汇编、编译程序等办公软件、信息管理系统、各种软件办公软件、信息管理系统、各种软件包等包等输入设备：输入设备：键盘键盘、鼠标、扫描仪、鼠标、扫描仪 输出设备：输出设备：显示器显示器

3、、打印机、打印机 外外 存：硬盘、光盘、闪存存：硬盘、光盘、闪存 外部设备外部设备主机主机运算器运算器控制器控制器内存内存CPU随机存储器随机存储器(RAM)只读存储器只读存储器(ROM)高速缓冲存储器高速缓冲存储器(Cache)(Cache) 回顾回顾第一章操作系统引论 操操硬件硬件作作统统系系用用软软件件硬件与软件的关系硬件与软件的关系头颅头颅人的头颅与思想的关系人的头颅与思想的关系操作系统作用操作系统作用文化、思想文化、思想应应6第一章操作系统引论 7计算机硬件计算机硬件内存插槽内存插槽总线插槽总线插槽接口卡接口卡CPUCPU并行口并行口USB接口接口芯片组芯片组鼠标口鼠标口键盘口键盘口

4、串行口串行口回顾回顾第一章操作系统引论 插槽内存条8冯.诺依曼提出“存储程序”原理 p 计算机采用二进制码（0，1）存储与处理p 在内存中存储程序与数据p 计算机由（运算器、控制器、存储器、输入和输出）五大基本部件组成输入设备内存储器输出设备中央处理器运算器控制器程序数据结果数据控制命令信号控制命令信号地址指令数据 图1 计算机的硬件组成 回顾回顾9各部件的主要功能 存储器：存储各种信息的部件 运算器：进行算术运算和逻辑运算的部件 控制器：控制指挥所有部件协调工作的部件 指令：让计算机工作的命令，由操作码和操作数构成 程序：完成某项任务的指令集合 输入设备：输入信息到计算机内部，转换信息 输出

5、设备：将计算机内部的信息输出回顾回顾10第一章操作系统引论 11存储器存储器访问速度快访问速度快信息暂时性信息暂时性相对价格高相对价格高访问速度慢访问速度慢信息永久性信息永久性相对价格低相对价格低微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器微型计算机存储器分内部存储器和外部存储器内部存储器内部存储器外部存储器外部存储器回顾回顾第一章操作系统引论 121.11.1操作系统的目标操作系统的目标第一章操作系统引论 什么是操作系统？操作系统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集合。下列哪些软件是操作系统？下列哪些软件是操作系统？Office FoxPro

6、Windows 8 DOSUnix Linux PowerPoint MacOS13第一章操作系统引论 .1操作系统的目标操作系统的目标1.1.方便性方便性 一个未配置一个未配置OS的计算机系统是极难使用的，因为计算机硬件的计算机系统是极难使用的，因为计算机硬件只能识别只能识别0和和1这样的机器代码。如果我们在计算机硬件上配置了这样的机器代码。如果我们在计算机硬件上配置了OS，用户便可通过，用户便可通过OS所提供的各种命令来使用计算机系统。所提供的各种命令来使用计算机系统。2.2.有效性有效性 （1）资源忙，而得到有效的利用）资源忙，而得到有效的利用（2）数据有序而节省存储空间

7、）数据有序而节省存储空间（3）合理地组织计算机工作流程）合理地组织计算机工作流程14第一章操作系统引论 3.可扩充性可扩充性（1）适应硬件与网络发展要求适应硬件与网络发展要求；（2）应采用层次化结构应采用层次化结构4.开放性开放性 指系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放指系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连系统互连(OSI)国际标准。国际标准。90年代以后计算机技术年代以后计算机技术的一个核心问题的一个核心问题。15第一章操作系统引论 161.1.2操作系统的作用操作系统的作用1.OS作为作为用户与用户与计算机计算机硬件系统硬件系统之间之间的接口的接口2.OS作为作为计算机计算机系

8、统资源系统资源的管理者的管理者3.OS实现了对计算机资源的抽象（实现了对计算机资源的抽象（用作扩充机器用作扩充机器）第一章操作系统引论 软件接口，给用户提供三种方式软件接口，给用户提供三种方式(用户通过三种方式使用计算用户通过三种方式使用计算机，用以操纵硬件和运行自己的程序机，用以操纵硬件和运行自己的程序)：（1）命令方式）命令方式（2）系统调用方式）系统调用方式（3）图形、窗口方式）图形、窗口方式1.OS作为作为用户与用户与计算机计算机硬件系统硬件系统之间之间的接口的接口用 户应用程序系统调用 命令 图标、窗口操作系统计算机硬件图1-1 OS作为接口的示意图 第一章操作系统引论 182.OS

9、作为作为计算机计算机系统资源系统资源的管理者的管理者（1）处理机管理（2）存储器管理（3）设备管理（4）文件管理第一章操作系统引论 193.OS实现了对计算机资源的抽象实现了对计算机资源的抽象裸机：裸机： 无任何软件的计算机系统无任何软件的计算机系统扩充机器：扩充机器： 覆盖了软件的机器又称虚拟机覆盖了软件的机器又称虚拟机第一章操作系统引论 图1-2 I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节 物理接口硬件用户用户I/O软件物理接口硬件机器指令虚机器I/O操作命令(Read，Write)20第一章操作系统引论 为了方便用户使用文件系统，人们又在第一层软件上再再覆盖上一层用于文件的管理软件覆盖上一层用

10、于文件的管理软件，同样由它来实现对文件操作的细节，并向上提供一组对文件进行存取操作的命令，用户可利用这组命令进行文件的存取。此时，用户所看到的是一台功能更强、使用更方便的虚机器。该层软件实现了对硬件资源操作的第二个层次的抽象。而当人们又在文件管理软件上再覆盖一层面向用户的窗口软件后再覆盖一层面向用户的窗口软件后，用户便可在窗口环境下方便地使用计算机，形成一台功能更强的虚机器。由此可知，OS是铺设在计算机硬件上的多层系统软件，它们不仅增强了系统的功能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，由它们实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象。 21第一章操作系统引论 221.2 1.2 操作系统的发展过程操作系

11、统的发展过程第一章操作系统引论 231.2.1 未配置未配置操作系统的计算机系统操作系统的计算机系统1.2.2 单道批处理系统（单道批处理系统（50年代）年代）1.2.3 多道批处理系统（多道批处理系统（60年代）年代）1.2.4 分时系统（分时系统（60年代）年代）1.2.5 实时系统（实时系统（60年代）年代）1.2.6 微机操作系统的发展微机操作系统的发展1.2 操作系统的发展过程操作系统的发展过程第一章操作系统引论 1.2.1 未配置未配置操作系统的计算机系统操作系统的计算机系统1 1、人工操作方式、人工操作方式 缺点：缺点：(1) (1) 用户独占全机。此时，计算机及其全用户独占全机

12、。此时，计算机及其全部资源只能由上机用户独占。部资源只能由上机用户独占。(2) CPU(2) CPU等待人工操作。当用户进行装带等待人工操作。当用户进行装带( (卡卡) )、卸带、卸带( (卡卡) )等人工操作时，等人工操作时，CPUCPU及内存及内存等资源是空闲的。等资源是空闲的。24第一章操作系统引论 图4脱机I/O示意图 输入设备外围机磁盘主机外围机输出设备25磁带2 2、脱机输入、脱机输入/输出输出(Off-Line I/O)技术技术输入输出机261.2.2 单道批处理系统单道批处理系统 过程：一批作业以脱机方式输入到磁过程：一批作业以脱机方式输入到磁带上，在监督程序的控制下连续处理。

13、带上，在监督程序的控制下连续处理。 特征：特征：（1）自动性）自动性（2）顺序性）顺序性无人工干预无人工干预按进入内存的先后执行按进入内存的先后执行（3）单道性）单道性 内存中只保持一道作业。内存中只保持一道作业。虽然系统对作业的处理都是成批地进行的，但是在内存虽然系统对作业的处理都是成批地进行的，但是在内存中始终只保持一道作业，故称此系统为单道批处理系统中始终只保持一道作业，故称此系统为单道批处理系统第一章操作系统引论 图图1-4 1-4 单道批处理系统的处理流程单道批处理系统的处理流程 把下一个作业的源程序转换为目标程序源程序有错吗？否装 配目标程序还有下一个作业？是否停止运 行目标程序是

14、开始271.2.3 多道批处理系统多道批处理系统多道多道：内存中同时存放多个相互独立的程序内存中同时存放多个相互独立的程序，多道技术是多道技术是共享共享的基础。的基础。1、多道批处理特征多道批处理特征多道性多道性 内存中有多道程序，可并发执行内存中有多道程序，可并发执行无序性无序性 完成时间与进入内存先后无关完成时间与进入内存先后无关调度性调度性 作业从提交到完成经两次调度作业从提交到完成经两次调度（1）作业调度）作业调度 外存外存内存（选多个）内存（选多个）（2）进程调度）进程调度 分配处理机（选分配处理机（选1个个）第一章操作系统引论 在在OS中引入多道程序设计技术可带来以下好处：中引入多

15、道程序设计技术可带来以下好处： (1) 提高提高CPU的利用率的利用率。当内存中仅有一道程序时，每。当内存中仅有一道程序时，每逢该程序在运行中发出逢该程序在运行中发出I/O请求后，请求后，CPU空闲，必须在其空闲，必须在其I/O完成后完成后CPU才继续运行；尤其因才继续运行；尤其因I/O设备的低速性，更使设备的低速性，更使CPU的利用率显著降低。图的利用率显著降低。图(a)示出了单道程序的运行情况，示出了单道程序的运行情况，从图中可以看出：从图中可以看出：在在t2t3、t6t7时间间隔内时间间隔内CPU空闲空闲。在引入多道程序设计技术后，由于同时在内存中装有若干道在引入多道程序设计技术后，由于

16、同时在内存中装有若干道程序，（通过作业调度算法使用程序，（通过作业调度算法使用CPUCPU）并使它们交替地运行，）并使它们交替地运行，这样，当正在运行的程序因这样，当正在运行的程序因I/O而暂停执行时，系统可调度而暂停执行时，系统可调度另一道程序运行，从而另一道程序运行，从而保持了保持了CPU处于忙碌状态处于忙碌状态。图。图 (b)示示出了四道程序时的运行情况。出了四道程序时的运行情况。 29图1-6 单道和多道程序运行情况 t1t2t3t4t5t6t7t8结束中断I/O 完成启动 I/OI/O 中断请求I/O 完成启动 I/OI/O 中断请求用户程序监督程序I/O 操作(a) 单道程序运行情

17、况程序A程序A I/O 请求程序A I/O 完成程序B程序B I/O 请求程序C程序C I/O 请求程序D程序D I/O 请求C I/O 完成C 再被调度程序B I/O 完成程序A再被调度程序A程序B程序C程序D调度程序(b) 四道程序运行情况A完成结束中断书p7调度程序程序A程序B程序C程序D第一章操作系统引论 (2) 可提高内存和可提高内存和I/OI/O设备利用率设备利用率。为了能运行较大的作业，通常内存都具有较大容量较大容量，但由于80%以上的作业都属于中小型中小型，因此在单道程序环境下，也必定造成内存的浪费内存的浪费。类似地，对于系统中所配置的多种类型的I/O设备，在单道程序环境下也不

18、能充分利用。如果允许在内存中装入多道程序，并允许它们并发并发执行，则无疑会大大提高内存和I/O设备的利用率。(3) 增加系统吞吐量增加系统吞吐量。在保持CPU、I/O设备不断忙碌的同时，也必然会大幅度地提高系统的吞吐量，从而降低作业加工所需的费用。 31322、多道批处理优缺点多道批处理优缺点优点：优点： 资源利用率高资源利用率高 系统吞吐量大系统吞吐量大吞吐量：吞吐量：单位时间内完成的总工作量单位时间内完成的总工作量原因原因 （1）资源忙）资源忙 （2）完成或运行不下去时才切换）完成或运行不下去时才切换缺点：缺点： 平均周转时间长平均周转时间长 作业周转时间：从作业进入系统开始到完成并退出系

19、统作业周转时间：从作业进入系统开始到完成并退出系统所所经历的时间。通常几小时，甚至几天。经历的时间。通常几小时，甚至几天。 无交互能力无交互能力 修改和调试极不方便修改和调试极不方便。第一章操作系统引论 331.2.4 分时系统分时系统定义：一台主机上连接了多个终端，同时允许多个定义：一台主机上连接了多个终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。享主机中的资源。 产生动力：产生动力：（1）人）人机交互。（边运行边调试）机交互。（边运行边调试）（2）共享主机。（设备昂贵）共享主机。（设备昂贵）（3）便于用户上机（在终

20、端上输入、控制）便于用户上机（在终端上输入、控制）34分时系统特征分时系统特征多路性多路性 允许在一台主机上同时联接多台联机终端，允许在一台主机上同时联接多台联机终端，系统按分时原则为每个用户服务系统按分时原则为每个用户服务。宏观上，是多个宏观上，是多个用户同时工作，共享系统资源；而微观上，则是每用户同时工作，共享系统资源；而微观上，则是每个用户作业轮流运行一个个用户作业轮流运行一个时间片时间片。独立性独立性 每个用户感觉独占主机。每个用户感觉独占主机。及时性及时性 较短时间响应（较短时间响应（2-3秒）秒）交互性交互性 用户可以请求系统提供多方面的服务，如文用户可以请求系统提供多方面的服务，

21、如文件编辑、数据处理和资源共享等。件编辑、数据处理和资源共享等。时间片时间片：每个作业只运行一个很短的时间（例如：每个作业只运行一个很短的时间（例如0.1秒），通常把这段时间成为秒），通常把这段时间成为。第一章操作系统引论 351.2.5 实时系统实时系统实时：及时响应外部事件请求实时：及时响应外部事件请求应用需求：应用需求：（1）实时控制：）实时控制：工业生产、武器控制工业生产、武器控制、飞机的自动驾驶飞机的自动驾驶（2）实时信息处理：）实时信息处理：火车火车订票系统订票系统第一章操作系统引论 1.2.6 1.2.6 微机操作系统的发展微机操作系统的发展 随着随着VLSIVLSI（超大规模集

22、成电路）（超大规模集成电路）和计算机体系结构的发展，和计算机体系结构的发展，先后形成了微机操作系统、网络操作系统等。先后形成了微机操作系统、网络操作系统等。（1 1）单用户单任务操作系统）单用户单任务操作系统单用户单任务操作系统的含义是，只允许一个用户上机，单用户单任务操作系统的含义是，只允许一个用户上机，且只允许用户作为一个任务运行。且只允许用户作为一个任务运行。这是最简单的微机操作系这是最简单的微机操作系统，主要配置在统，主要配置在8位和位和16位微机上。最有代表性的单用户单任位微机上。最有代表性的单用户单任务微机操作系统是务微机操作系统是CP/M和和MS-DOS。 36第一章操作系统引论

23、 （2 2）单用户多任务操作系统）单用户多任务操作系统单用户多任务操作系统的含义是，单用户多任务操作系统的含义是，只允许一个只允许一个用户上机用户上机，但允许，但允许用户把程序分为若干个任务用户把程序分为若干个任务，使，使它们它们并发并发执行，从而有效地改善了系统的性能。目执行，从而有效地改善了系统的性能。目前在前在3232位微机上配置的操作系统基本上都是单用户位微机上配置的操作系统基本上都是单用户多任务操作系统，其中最有代表性的是由微软公司多任务操作系统，其中最有代表性的是由微软公司推出的推出的WindowsWindows。37第一章操作系统引论 （3 3）多用户多任务操作系统）多用户多任务

24、操作系统多用户多任务操作系统的含义是，允许多用户多任务操作系统的含义是，允许多个用户多个用户通过各通过各自的终端使用自的终端使用同一台同一台机器，机器，共享共享主机系统中的各种资源，而主机系统中的各种资源，而每个用户程序又可进一步分为几个任务每个用户程序又可进一步分为几个任务，使它们能，使它们能并发执行并发执行，从而可进一步从而可进一步提高资源利用率和系统吞吐量提高资源利用率和系统吞吐量。在大、中和小。在大、中和小型机中所配置的大多是多用户多任务操作系统，而在型机中所配置的大多是多用户多任务操作系统，而在32位微位微机上也有不少是配置的多用户多任务操作系统，其中最有代机上也有不少是配置的多用户

25、多任务操作系统，其中最有代表性的是表性的是UNIX OS。 38 现在最有影响的两个能运行在微机上的现在最有影响的两个能运行在微机上的UNIX操作系统操作系统的变型是的变型是Solaris OS和和Linux OS。 第一章操作系统引论 391.3 操作系统的基本特性第一章操作系统引论 401.3.1 并发性（最重要特征）并发性（最重要特征）1.3.2 共享性共享性1.3.3 虚拟性虚拟性1.3.4 异步性异步性1.3 操作系统的基本特征操作系统的基本特征411.3.1并发性并发性 并行性并行性：指两个或多个事件在：指两个或多个事件在同一时刻同一时刻发生；发生； 并发性并发性：是指两个或多个事

26、件在：是指两个或多个事件在同一时间间隔内同一时间间隔内发生。发生。单处理机系统：宏观并发，微观串行。单处理机系统：宏观并发，微观串行。多处理机系统：可能有并行。多处理机系统：可能有并行。在在多道程序多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在序在同时运行，但在单处理机单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故程序执行，故微观微观上这些程序只能是上这些程序只能是分时地交替执行分时地交替执行。倘若在。倘若在计算机系统中有计算机系统中有多个处理机多个处理机，则这些可以并发执行的程序便可，则这些可以

27、并发执行的程序便可被被分配分配到多个处理机上，实现并行执行，即利用到多个处理机上，实现并行执行，即利用每个处理机来每个处理机来处理一个可并发执行的程序处理一个可并发执行的程序，这样，多个程序便可同时执行。，这样，多个程序便可同时执行。 p13页421.3.2 共享性共享性（1）互斥共享方式）互斥共享方式 对临界资源的访问；对临界资源的访问；临界资源：临界资源：把在一段时间内只允许一个进程访问的资源称为临界资源或独占资源。 打印机等硬件；栈、变量、表格等软件打印机等硬件；栈、变量、表格等软件互斥访问：互斥访问：当一个进程当一个进程A要访问某资源时，必须先提出请求。如要访问某资源时，必须先提出请求

28、。如果此时该资源空闲，系统便可将之分配给请求进程果此时该资源空闲，系统便可将之分配给请求进程A使用。此后使用。此后若再有其它进程也要访问该资源时若再有其它进程也要访问该资源时(只要只要A未用完未用完)，则必须等待，则必须等待。仅当。仅当A进程访问完并释放该资源后，才允许另一进程对该资源进程访问完并释放该资源后，才允许另一进程对该资源进行访问。进行访问。第一章操作系统引论 43（2）同时访问方式）同时访问方式 允许在一段时间内由多个进程允许在一段时间内由多个进程“同时同时”对它们对它们进行访问，如：磁盘、重入码写的文件。进行访问，如：磁盘、重入码写的文件。操作系统两个最基本的特征：操作系统两个最

29、基本的特征：并发并发和和共享共享第一章操作系统引论 441.3.3 虚拟性虚拟性通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。的对应物。如：虚拟处理器、虚拟内存等如：虚拟处理器、虚拟内存等第一章操作系统引论 1.3.4 异步性异步性进程以不可预知的速度向前推进。进程以不可预知的速度向前推进。在多道程序环境下允许多个进程并发执行，但只有进程在多道程序环境下允许多个进程并发执行，但只有进程在获得所需的资源后方能执行。在单处理机环境下，由于系在获得所需的资源后方能执行。在单处理机环境下，由于系统中只有一台处理机，因而每次只允许统中只有一台处理机，因而每

30、次只允许一个进程执行，其余一个进程执行，其余进程只能等待进程只能等待。当正在执行的进程提出某种资源要求时，如。当正在执行的进程提出某种资源要求时，如打印请求，而此时打印机正在为其它某进程打印，由于打印打印请求，而此时打印机正在为其它某进程打印，由于打印机属于临界资源，因此正在执行的进程必须等待，且放弃处机属于临界资源，因此正在执行的进程必须等待，且放弃处理机，直到打印机空闲，并再次把处理机分配给该进程时，理机，直到打印机空闲，并再次把处理机分配给该进程时，该进程方能继续执行。可见，由于资源等因素的限制，使进该进程方能继续执行。可见，由于资源等因素的限制，使进程的执行通常都不是程的执行通常都不是

31、“一气呵成一气呵成”，而是以，而是以“停停走走停停走走”的的方式运行方式运行。 45第一章操作系统引论 内存中的每个进程在何时能获得处理机运行，何时又因内存中的每个进程在何时能获得处理机运行，何时又因提出某种资源请求而暂停，以及进程以怎样的速度向前推进，提出某种资源请求而暂停，以及进程以怎样的速度向前推进，每道程序总共需多少时间才能完成，等等，这些都是不可预每道程序总共需多少时间才能完成，等等，这些都是不可预知的。由于各用户程序性能的不同，比如，有的侧重于计算知的。由于各用户程序性能的不同，比如，有的侧重于计算而较少需要而较少需要I/O，而有的程序其计算少而，而有的程序其计算少而I/O多，这样

32、，很可多，这样，很可能是先进入内存的作业后完成，而后进入内存的作业先完成。能是先进入内存的作业后完成，而后进入内存的作业先完成。或者说，或者说，进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性的异步性(Asynchronism)。尽管如此，但只要在操作系统中配。尽管如此，但只要在操作系统中配置有完善的进程同步机制，且运行环境相同，作业经多次运置有完善的进程同步机制，且运行环境相同，作业经多次运行都会获得完全相同的结果。因此，异步运行方式是允许的，行都会获得完全相同的结果。因此，异步运行方式是允许的，而且是操作系统的一个重要特征。而且是操作系统的一

33、个重要特征。 46第一章操作系统引论 资源管理资源管理5.用户接口用户接口1.处理机管理（硬件）处理机管理（硬件）2.存储器管理（硬件）存储器管理（硬件）3.设备管理（硬件）设备管理（硬件）4.文件管理（软件）文件管理（软件）命令命令接口接口程序接口程序接口图形接口图形接口1.4 操作系统的五大功能操作系统的五大功能联机用户接口联机用户接口脱机用户接口脱机用户接口5. 用户接口用户接口(1)联机用户接口联机用户接口 适用：几乎所有计算机的操作系统中。适用：几乎所有计算机的操作系统中。 组成：组成：命令命令+终端处理程序终端处理程序+命令解释程序命令解释程序 过程：过程： 用户在键盘上输入命令；

34、用户在键盘上输入命令； 终端处理程序接收命令并显示在屏幕上；终端处理程序接收命令并显示在屏幕上； 命令解释程序解释并执行该命令。命令解释程序解释并执行该命令。第一章操作系统引论 联机联机命令命令举例：举例： UNIX: login; logout； DOS: copy; format;命令解释程序：命令解释程序：操作系统的最高层，如：操作系统的最高层，如： MS-DOS:COMMAND.COM UNIX: Shell.第一章操作系统引论 (2) 脱机用户接口脱机用户接口 适用：批处理系统。又称批处理用户接口适用：批处理系统。又称批处理用户接口 组成：组成：JCL+作业说明书作业说明书+命令解释

35、程序命令解释程序 JCL：作业控制语言：作业控制语言 过程：过程： 用户把对作业的控制用用户把对作业的控制用JCL写在写在作作业说明书业说明书上，上，命令解释程序按照命令解释程序按照作业说明作业说明书书解释并执行。解释并执行。第一章操作系统引论 (3)程序接口程序接口 目的：为用户程序目的：为用户程序访问系统资源访问系统资源而设置。而设置。 组成：一组系统调用组成：一组系统调用 系统调用：一个系统调用是一个能完成特系统调用：一个系统调用是一个能完成特定功能的子程序。定功能的子程序。第一章操作系统引论 系统调用过程系统调用过程系统调系统调用命令用命令 用户程序用户程序 系统功能系统功能 调用调用

36、 返回返回第一章操作系统引论 1.5 操作系统的结构设计操作系统的结构设计 操作系统的发展阶段：操作系统的发展阶段：第一代：无结构第一代：无结构OS第二代：模块化第二代：模块化OS结构结构第三代：分层式第三代：分层式OS结构结构第四代：微内核第四代：微内核OS结构（结构（20世纪世纪90年代）年代）传传统统OS结结构构第一章操作系统引论 中断中断54请求系统服务请求系统服务；实现并行工作实现并行工作；处理突发事件处理突发事件；满足实时要求，满足实时要求，都需要打断处理器正常的工作，为此，提出了中断的概念。都需要打断处理器正常的工作，为此，提出了中断的概念。中断中断是指程序执行过程中，当发生某个事件时，终止是指程序执行过程中，当发生某个事件时，终止CPU上现行程序的运行，引出处理该事件的程序执行的过程。上现行程序的运行，引出处理该事件的程序执行的过程。第一章操作系统引论 中断：中断：55 CPU对对I/O设备发来的中断信号的一种响应。设备发来的中断信号的一种响应。CPU暂停正在暂停正在执行的程序，执行的程序，保留保留CPU环境后环境后，自动地转去执行该，自动地转去执行该I/O设备的中设备的中断处理程序。执行完后，再回到断点，继续执行原来的程序。断处理程序。执行完后，再回到断点，继续执行原来的程序。 中断是由外部设备引起的，又称外中断。中断是由外部设备引起