第一章 操作系统引论2010.ppt

1、山东中医药大学电脑研究室岳罗，电脑操作系统，山东中医药大学电脑研究室岳罗，绪论，课程特征：概念、原则性、抽象课程学习目的：基础核心课程，对电脑系统的理解，软件开发课程学习方法：以问题为中心的学习，理论联系实际课程学习难点：概念，概念山东中学硬件：计算机可以工作的物质基础，例如主机、CPU、内存、I/O设备软件：辅助计算机可以更好地工作，扩展电脑功能包括系统软件、应用程序软件、调用、山东中医药大学电脑实验室恶、软件基本概念、 山东中医药大学计算机实验室恶路，山东中医药大学计算机实验室恶路，本课程的内容，第一章操作系统介绍第二章流程管理第三章处理器调度和死锁第四章存储管理第五章设备管理第六章档案管

2、理第七章操作系统介面，山东中医药大学电脑实验室恶路，第一章操作系统介绍，第二章，操作系统有什么性质和特点？山东中医药大学电脑实验室恶路，1.1操作系统的目标，1.2操作系统的发展历程1.3操作系统的基本特征1.4操作系统(OS)的主要功能1.5操作系统的结构设计，山东中医药大学电脑实验室恶路，1.1操作系统的目标和作用，1.1用户熟悉多种语言。2.有效性：(1)资源使用中：增加资源工作时间，减少空闲时间(CPU) (2)数据顺序，节省空间，时间(数据结构)(3)合理的组织电脑工作流3。可扩展性：易于修改和添加功能。分层操作系统。虚拟机的概念。VLSI:very large scale inte

3、grate circuit超大规模集成电路4。开放：系统可以支持世界标准规范OSI。，山东中医药大学电脑研究室恶路，1.1.2操作系统的作用1，介面2，经理3，扩展机器，山东中医药大学电脑研究室恶路，1。将操作系统作为用户与电脑硬件系统之间的界面，图11操作系统作为界面的示意图，电脑硬件，操作系统，系统调用山东中医药大学电脑实验室恶路，山东中医药大学电脑实验室恶路，操作系统本身作为软件界面：命令方式：提供语言，系统调用：C语言的函数调用，图形和窗口：鼠标单击图标，以及OS电脑系统资源的管理员处理器管理：流程中处理器存储管理的分配和控制：内存I/O设备分配和回收管理：I/O分配和操作档案管理：档

4、案访问、孔刘和保护，3。将操作系统用作扩展系统裸机：不带软件的电脑系统扩展系统：涵盖软件的系统(虚拟机)操作系统的定义，操作系统是电脑系统的系统软件，管理和控制电脑系统的硬件和软件资源，合理配置电脑工作流，为用户提供强大且易于使用的工作环境，充当计算机和用户之间的介面。山东中医药大学计算机实验室恶路，促进1.1.3操作系统发展的主要动力1。需要持续提高电脑资源利用率的需要是早期设备昂贵，机器时间宝贵。部署系统的出现2。方便用户分时交互系统的出现。3.8位16位32位64位.4.电脑体系结构的持续发展：独立操作系统多机操作系统网络操作系统，山东中医药大学电脑实验室恶，1.2操作系统的发展历程，操

5、作系统的简历：时代之前没有操作系统时代中期，第一个简单的部署系统时代中期，多部署系统即时间孔刘系统，实时系统时代，微电脑和网络操作系统，山东中医药大学计算机实验室恶实时系统，山东中医药大学电脑实验室电脑资源利用率提高新服务提供，电脑硬件升级和新硬件的出现促进了软件错误修正电脑体系结构的开发：单处理器系统，多处理器系统，分布式系统，计算机网络，山东中医药大学计算机实验室恶路，没有1.2.1操作系统的计算机系统，早期电子数字计算机由数以千计的电子管构成，操作和编程完全手动完成节目运行完成并删除计算结果后，下一个用户将登机。山东中医药大学电脑研究室乐路，山东中医药大学电脑研究室乐路，1。人工操作方式

6、的特点，特性：用户独占传记CPU，等待人工操作串行缺陷：计算机的有效机器时效率严重浪费，山东中医药大学电脑实验室恶路，减少人工操作方式、输入设备、主机、输出设备CPU的空闲时间，提高I/O速度。，山东中医药大学电脑实验室恶路，为了解决离线输入技术、低速输入设备和CPU速度不匹配的问题，用户程序和数据可以在周边计算机的控制下从低速输入设备提前输入到磁带。当CPU需要这些程序和数据时，可以直接从磁带机高速输入内存，从而大大加快节目输入过程并减少CPU。山东中医药大学电脑实验室恶路，离线输出技术，节目运行完成或告一段落，CPU需要输出时，无需将计算结果直接发送到低速输出设备。相反，如果高速将结果发送

7、到磁带，然后通过其他外围设备控制，则磁带上的计算结果可以从相应的输出设备输出，从而大大加快节目输出过程。(威廉莎士比亚、美国电视电视剧、美国电视电视剧、计算机)、山东中医药大学电脑实验室恶路、山东中医药大学电脑研究室恶路、课程：一批工作离线输入磁带任务：主要用于展开操作系统，C语言中的剪辑过程示例。1.2.2单批系统(初期操作系统)，山东中医药大学电脑实验室乐路，1，输入电脑2，编译3，链接4，调试5，运行工作阶段，每个阶段称为工作阶段。可以这样说。一个茄子作业是从提交到外部存储提供结果的整个过程。整个过程称为作业。山东中医药大学电脑实验室恶路，操作程序：收集工作安排，用专业的I/O计算机将工

8、作逐个存储在磁带上。(David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧)，批处理程序用计算机读取磁带的第一个工作，完成工作后将结果输出到输出磁带。自动读取并运行以下任务：作业批处理完成后，删除输入磁带和输出磁带，将下一个作业输入到输入磁带，然后将输出磁带发送到专用输出计算机，进行脱机打印。山东中医药大学电脑研究室的恶路，还有下一个课题？将以下任务的源程序转换为目标程序，源程序出错了吗？装配目标节目，运行目标节目，启动，是，否，停止，是，否，山东中医药大学电脑实验室恶路，评估，任务间自动转移问题解决，减少机器时间浪费不管任务大小，一旦占用处理器开始运行，就要占用处理器直到

9、运行完成。资源利用率低。对短时间操作不公平，等待执行时间可能比实际执行时间长得多。由于交互不好，作业由批处理节目控制运行，用户无法实时控制，如果运行过程中出现故障，可以停止运行，然后重新运行。山东中医药大学电脑实验室恶路，如：A，B两个茄子课题，A是CPU时间20分钟，10分钟I/o，最后10分钟CPU，B是CPU时间10分钟，然后20分钟I/o，最后10分钟CPU，山东中医药大学电脑实验室恶路，2例如，转发参数(3)统一：资源利用率低，吞吐量低。2、微处理器的性能每18个月提高一倍，但价格下降了一半。3.每18个月能以1美元购买的电脑性能增加一倍。1965年，山东中医药大学电脑研究室岳罗，山

10、东中医药大学电脑研究室岳罗，茶道：多个独立的程序同时存在于内存中，是电脑共享的基础。批处理：用于提交的作业首先保留在外部内存中，排列在队列中，然后由作业调度程序根据特定算法从该队列中一次选择多个作业以加载内存执行。处理器自动切换：如果一个程序在处理器执行过程中发现输入/输出语句，则启动负责输入/输出的系统服务程序，完成输入/输出操作，处理器可以切换到其他节目执行。1.2.3多部署系统，山东中医药大学电脑研究室乐路，2 .多批系统的特征(1)多度：内存中的并发多任务(2)随机性：操作完成顺序与内存输入顺序不严格匹配。(3)调度性：两次调度(作业调度、进程调度)，山东中医药大学电脑实验室恶路，用户

11、节目，监视程序，I/O操作，I/O中断请求，启动I/O，启动(aT1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9、t10特性：(1)自动：无手动干预(2)顺序：按进入内存的顺序(3)统一特性：(1)多度：内存中有多个程序，可以同时运行。(2)不顺性：完成时间与进入内存无关。(3)预定性：作业是从提交到完成两次预定提交：发送到批处理系统的外部内存。茶道是共享的基础，共享是节目部分吗？数据部分？山东中医药大学电脑研究室乐路，打印节目：无论打印什么内容，基本词组都一样，节目共享。数据库系统：查询、打印、删除等模块都是基本数据，是数据共享。山东中医药大学电脑研究室乐路，3 .多道批处理系统的优缺点

12、(1)资源利用率高：CPU、内存、I/O设备、档案(2)系统吞吐量增加：单位时间内完成的总工作量(3)平均周转时间：任务的周转时间(4)没有交互功能：修改和调试非常厉害多道部署系统需要解决的问题(1)处理器管理问题：分配方法互不干涉(3)I/O设备管理问题：分配方法(4)档案管理问题：配置方法，一致性(5)如何确保任务管理问题：任务的重要性和紧迫性各种操作系统的定义：操作系统定义电脑硬件和软件资源，山东中医药大学电脑实验室恶路，练习：根据A、B的优先级运行两个程序，内部计算和I/O工作时间如下：节目A使用30毫秒CPU后使用40毫秒I/OA，最后使用20毫秒CPU节目B使用60毫秒CPU后使用20毫秒I/OB。它比单次运行节省多少时间？解决：根据单个程序运行需要时间。30ms 40ms 20ms 60 ms 20ms 30ms=200ms同时运行两个程序需要总时间。30毫秒40毫秒20毫秒20毫秒30毫秒=140毫秒同时运行两个程序总共需要140毫秒，比单次运行节省60毫秒山东中医药大学计算机实验室，节目A使用30毫秒CPU后使用40毫秒I/OA，最后使用20毫秒CPU节目B