操作系统概述课件

操作系統概述1.1電腦系統1.1.1電腦硬體1.1.2電腦軟體1.1.1電腦硬體概念電腦硬體是指組成電腦系統的設備或機器，是“看得見，摸得著”的物理部件，它是組成電腦系統的基礎。組成電腦硬體一般包括中央處理器（CPU）、內記憶體、外存儲器、輸入設備和輸出設備，其中CPU與內記憶體合稱為主機，外存儲器、輸入設備和輸出設備合稱為外部設備。硬體的關係關係如圖1-1所示。1.1.2電腦軟體概念電腦軟體是指組成電腦系統的程式、數據和文檔。程式是指令的有序集合；數據是資訊在電腦中的表示，是電腦處理的對象；文檔是各種說明文本，是軟體操作的輔助性資源。

組成系統軟體：是支持和管理電腦硬體的軟體，是服務於硬體的，它創立的是一個平臺。系統軟體包括操作系統、資料庫管理系統、電腦編譯語言和各種系統服務性程式。

應用軟體：應用軟體是完成用戶某項要求的軟體，是服務於特定用戶的，它滿足某一個應用領域。應用軟體包括電腦根源程式和應用軟體包。

1.2操作系統的目標、作用與模型1.2.1操作系統的作用1.2.2操作系統的目標1.2.3操作系統的層次模型1.2.1操作系統的作用操作系統是電腦硬體上加載的第一層軟體，是對電腦硬體功能的首次擴充。其他軟體只有在操作系統的支持下，才能對電腦硬體工作。操作系統的地位如圖1-4所示。操作系統是一種重要的系統軟體。電腦硬體加上I/O管理軟體稱為虛擬機，虛擬機再加上檔管理軟體稱為較強的虛擬機，較強的虛擬機再加上窗口軟體稱為極強的虛擬機，如圖1-5所示。1.2.2操作系統的目標1．方便性操作系統最終是要為用戶服務的。給電腦配置操作系統後必須使電腦系統方便使用。2．有效性操作系統要合理地組織電腦的工作流程，改善系統資源的利用率，提高系統的吞吐量從而使有限的資源完成更多的任務。

3．可擴充性操作系統也是為應用服務的，隨著應用環境的變化，操作系統自身的功能也必須不斷增加和完善。

4．開放性操作系統主要功能是管理電腦硬體的，必須適應和能夠管理不同的硬體。1.2.3操作系統的層次模型操作系統也可以看成是一個層次結構，其最底層為操作系統對象中間層為對對象進行管理的軟體集合最高層為操作系統提供給用戶使用的介面如圖1-6所示。1.3操作系統的形成與發展1.3.1推動操作系統發展的動力1.3.2操作系統的發展1.3.1推動操作系統發展的動力1．不斷提高資源利用率的需要2．方便用戶操作3．硬體的不斷更新換代4．電腦體系結構的不斷發展1.3.2操作系統的發展1．無操作系統2．批處理系統3．分時操作系統4．即時系統5．微機操作系統6．多處理機操作系統7．網路操作系統8．分佈式操作系統1．無操作系統無操作系統的電腦系統的資源管理和控制由人工負責。方式：人工操作方式：原理和特點脫機輸入輸出方式：原理和特點2．批處理系統批處理系統主要是採用了批處理技術。批處理技術是指電腦系統對一批作業自動進行處理的一種技術。方式：單道批處理系統：原理和特點多道批處理系統：原理和特點3．分時操作系統概念：所謂分時系統就是採用了分時技術的操作系統。分時技術就是把處理機的運行時間分成很短的時間片，按時間片輪流把處理機分配給各聯機作業使用。

分時系統要解決的關鍵問題是一是及時接收，二是及時處理。分時系統的實現方式①單道分時系統②具有“前臺”和“後臺”的分時系統③多道分時系統分時系統的特徵有多路性、獨立性、及時性和交互性。

4．即時系統概念即時系統是指系統能及時回應外部事件的請求，在規定的時間內，完成對該事件的處理，並控制所有即時任務協調一致地運行。類型即時控制系統即時資訊處理系統即時系統的特徵有多路性、獨立性、及時性、交互性和可靠性。5．微機操作系統微機操作系統是指配置在微機上的操作系統。類型：單用戶單任務操作系統單用戶多任務操作系統多用戶多任務操作系統6．多處理機操作系統多個處理機之間的互聯系統，在多處理機系統上配置的操作系統是多處理機操作系統。類型非對稱多處理機模式：也稱為主-從模式，在這種模式中，把處理機分為主處理機和從處理機兩類，主處理機只有一個，其上配置了操作系統，用於管理整個系統的資源，並負責為各從處理器分配任務。從處理機有若干個，它們執行預先規定的任務及由主處理機所分配的任務。對稱多處理機模式：所有的處理機都是相同的。在每個處理機上運行一個相同的操作系統拷貝，用它來管理本地資源和控制進程的運行以及各電腦之間的通信。

7．網路操作系統概念網路操作系統用於管理網路中的各種資源，為用戶提供各種服務。其主要功能有網路通信管理、網路資源管理、網路安全管理和網路服務等。類型客戶/伺服器模式（C/S）對等模式8．分佈式操作系統概念：分佈式處理系統是指由多個分散的處理單元經互聯網路的連接而形成的系統。在分佈式系統上配置的操作系統稱為分佈式操作系統。特點①分佈性②並行性③透明性④共用性⑤健壯性1.4操作系統的特徵與功能1.4.1操作系統的特徵1.4.2操作系統的功能1.4.1操作系統的特徵1．併發性在多道程序環境下，併發性是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生，即宏觀上有多道程序同時執行，而微觀上，在單處理機系統中每一個時刻僅能執行一道程式。

2．共用性共用是指系統中的資源可供多個併發執行的進程使用。

3．虛擬性是指通過某種技術把一個物理實體變成若干個邏輯上的對應物。

4．非同步性也稱不確定性，是指在多道程序環境下，允許多個進程併發執行，由於資源的限制，進程的執行不是“一氣呵成”的，是“走走停停”的。

1.4.2操作系統的功能操作系統是用戶與硬體之間的橋樑，它主要負責管理電腦系統中的所有資源，並負責它們的調度和使用，充分發揮這些資源的作用和方便用戶使用電腦。從資源管理的角度來看，操作系統的功能主要有處理機的管理記憶體的管理設備的管理檔的管理作業的管理與用戶的介面。

本章小結熟悉和掌握以下基本概念：

批處理系統、分時系統、即時系統、網路系統、分佈式系統、脫機輸入輸