第一章操作系统概述.

东北农业大学王艳操作系统原理Page2课程介绍学时：48（理论）+8（实验）学时考核方式：开卷成绩：70%（期末）+30%（平时）出勤：10分作业+平时表现：10分实验报告：10分Page3什么是操作系统操作系统操作系统平时所提及的“系统”问题1：配置电脑后，客服人员会为你做什么？问题2：宿舍电脑上安装的什么系统？Page4操作系统的作用问题：你的电脑不安装操作系统可不可以运行？计算机硬件操作系统其它软件管家婆用户服务生Page5第一章操作系统引论1.1操作系统的目标和作用1.1.1目标●有效性：资源利用率，系统吞吐量●方便性●可扩充性●开放性空闲少效率高Page6第一章操作系统引论1.1操作系统的目标和作用1.1.2作用1.用户与计算机硬件间的接口●命令方式●系统调用●图形窗口界面2.资源管理者3.作为硬件资源的抽象硬件I/O设备管理软件文件管理软件用户窗口界面扩充机器、虚机器Page7第一章操作系统引论1.1操作系统的目标和作用1.1.3推动操作系统向前发展的动力1.提高资源利用率2.方便性3.器件的不断更新4.计算机体系结构的发展Page8第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.1无操作系统阶段人机矛盾CPU与I/O矛盾1.人工操作：纸带穿孔缺点：用户独占全机CPU等待人工操作Page9第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.1无操作系统阶段2.脱机输入输出方式输入设备外围机磁盘主机外围机输出设备Page10第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.2单道批处理系统脱机输入输出+监督程序特点：顺序性自动性单道性Page11第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.3多道批处理系统1.多道程序设计思想用户用户用户作业1作业2作业3作业4外存后备队列作业调度程序内存并发执行：宏观：并行微观：串行Page12第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.3多道批处理系统2.硬件支持（1）中断（举例）中断请求：中断响应：中断处理：电话铃声放下手头工作接电话Page13第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.3多道批处理系统2.硬件支持（2）通道独立于CPU的I/O处理机CPU通道命令启动中断请求Page14第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.3多道批处理系统3.示例输入CPU输出A2005010B21030150顺序执行：A：260B：390共：650CPU：80/650Page15第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.3多道批处理系统输入CPU输出A2005010B21030150AB通道1通道20200210250260280430并发执行：A：260B：430共用：430CPU：80/430Page16第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.3多道批处理系统4.优缺点（1）提高资源利用率（2）提高系统吞吐量（3）平均周转周期长（4）无交互能力Page17第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.4分时系统多用户轮流时间片具有多路性、独立性、及时性、交互性Page18第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.5实时系统实时控制系统实时处理系统具有及时性、可靠性、简单交互性Page19第一章操作系统引论1.2操作系统发展历程1.2.6微机操作系统的发展1单用户单任务操作系统MS-DOS2单用户多任务操作系统Windows系列3多用户多任务操作系统Unix，LinuxPage20复习1多道程序设计思想2多道程序设计的硬件支持3通道的概念Page21复习题1计算在具备三个通道的多道批处理系统中，任务A、B、C的执行总时间，并计算CPU利用率输入CPU输出A2004050B10050100C806050Page22第一章操作系统引论1.3操作系统的基本特性1.3.1并发性进程和并发是现代操作系统的基本概念，运行的基础1并发性与并行性并发性：同一时间间隔内发生单处理机系统并行性：同一时刻发生多处理机系统2进程程序：静态实体进程：独立运行、资源分配的基本单位Page23第一章操作系统引论1.3操作系统的基本特性1.3.1并发性线程现代操作系统的一个重要标志3线程进程：调度开销大线程：不分配资源，独立运行和调度的基本单位Page24第一章操作系统引论1.3操作系统的基本特性1.3.2共享性（资源共享/资源复用）并发和共享是操作系统的两个基本特征，二者互为存在条件1互斥共享方式＊一段时间内只允许一个进程访问＊临界资源（独占资源）＊物理设备、变量、数据、表格等2同时访问方式（磁盘等）宏观：同时使用微观：交替使用Page25第一章操作系统引论1.3操作系统的基本特性1.3.3虚拟技术1时分复用（分时使用）＊虚拟处理机技术：多道程序设计技术＊虚拟设备技术：第五章2空分复用＊虚拟磁盘技术＊虚拟存储器技术：空分复用+时分复用1.3.4异步性进程以不可预知的速度向前推进Page26第一章操作系统引论1.4操作系统的主要功能1.4.1处理机管理功能1进程控制创建、撤销、进程状态转换等2进程同步互斥关系同步、同步关系同步3进程通信直接通信、间接通信4调度作业调度、进程调度Page27第一章操作系统引论1.4操作系统的主要功能1.4.2存储器管理功能1内存分配静态分配、动态分配2内存保护界限寄存器3地址映射地址空间内存空间4内存扩充请求调用功能、置换功能Page28第一章操作系统引论1.4操作系统的主要功能1.4.3设备管理功能1缓冲管理2设备分配3设备处理设备驱动程序Page29第一章操作系统引论1.4操作系统的主要功能1.4.4文件管理功能1文件存储空间的管理2目录管理3文件的读/写管理和保护