计算机操作系统的发展精品PPT课件
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计算机发展历程ppt课件
早期计算机的特点与局限性
特点 采用真空管作为逻辑元件
存储容量小，运算速度较慢
早期计算机的特点与局限性
• 采用机器语言编程，难以掌握和使用
早期计算机的特点与局限性
01
局限性
02
03
04
体积庞大，功耗高，可靠性差
价格昂贵，仅用于军事和科研 领域
缺乏系统软件和应用软件支持
02
计算机硬件技术的演进
真空管时代
晶体管计算机成为第二代计算机，为 计算机的商业化应用奠定了基础。
集成电路时代
集成电路的出现将多个晶体管、 电阻、电容等元件集成在一块硅 片上，进一步缩小了计算机体积
，提高了性能。
集成电路计算机成为第三代计算 机，广泛应用于各个领域。
代表作品：Intel 4004（1971年 推出，世界上第一款微处理器）
高级语言的特点
易于理解、编写和维护，具有更强的表达能力和抽象能力。
高级语言的发展历程
从结构化编程到面向对象编程，再到函数式编程等，不断推动着 软件技术的发展。
操作系统的发展历程
早期操作系统
01
批处理操作系统和分时操作系统，实现了基本的资源管理和任
务调度功能。
现代操作系统
02
以Unix和Windows为代表，提供了丰富的系统调用和图形用户
界面，支持多任务、多用户和网络功能等。
操作系统的未来发展趋势
03
云计算、物联网和人工智能等新兴技术将推动操作系统向更加
智能化、分布式和自适应的方向发展。
软件工程方法的提出与应用
01
软件危机的出现
随着软件规模的扩大和复杂度的增加，软件开发过程中出现了质量难以
保证、开发效率低下等问题。
《计算机科学导论》第4章操作系统精品PPT课件
பைடு நூலகம்
4.3 操作系统的功能
3.网络操作系统的功能
常用的网络操作系统有Windows NT、UNIX、Linux、 NetWare等。网络操作系统除具有一般操作系统的功能外，还 应该具有以下功能：
• 网络通信 • 网络资源管理 • 网络服务 • 网络管理 • 互操作
4.4 操作系统的分类
1.批处理操作系统
来描述一个进程 。
(2) 进程的状态 ：三个最基本的状态：运行态、就绪态、阻塞
态。
运行态
就绪态
阻塞态
4.5 一些基本概念及组成
(3) 进程调度 ：不同的系统会采用不同的调度算法 。
(4) 进程通信 ：包括进程的同步与互斥、管道通信、
共享内存、消息队列 、网络通信。
4.5 一些基本概念及组成
• 存储管理 (1) 单一分区：整个内存除了操作系统外，另外的内存空间只分
(1) 文件： 可以长期保存在外存中的、被赋名了的、信息单元的 集合
(2) 目录：目录是一些目录项的列表，每个目录项一般含有文件 名，以及文件控制说明信息(或文件的索引节点号)。
4.5 一些基本概念及组成
2.操作系统的基本组成
操作系统
用户接口
存储管理 进程管理 设备管理 文件系统
4.5 一些基本概念及组成
• 地址空间
(1) 物理空间：物理内存的连续的物理单元隔成物理地址，物理
(2)
地址的集合即为物理空间 。
(2) 逻辑空间：进程的逻辑地址的集合，这个地址的开始值通常
为0，一直到某个最大值。
4.5 一些基本概念及组成
• I/O设备 (1) 字符设备 ：以字符为单位发送或接收一个字符流。 (2) 块设备 ：信息存放在固定大小的块中，这些块有自己的地址 。 • 文件
4.3 操作系统的功能
3.网络操作系统的功能
常用的网络操作系统有Windows NT、UNIX、Linux、 NetWare等。网络操作系统除具有一般操作系统的功能外，还 应该具有以下功能：
• 网络通信 • 网络资源管理 • 网络服务 • 网络管理 • 互操作
4.4 操作系统的分类
1.批处理操作系统
来描述一个进程 。
(2) 进程的状态 ：三个最基本的状态：运行态、就绪态、阻塞
态。
运行态
就绪态
阻塞态
4.5 一些基本概念及组成
(3) 进程调度 ：不同的系统会采用不同的调度算法 。
(4) 进程通信 ：包括进程的同步与互斥、管道通信、
共享内存、消息队列 、网络通信。
4.5 一些基本概念及组成
• 存储管理 (1) 单一分区：整个内存除了操作系统外，另外的内存空间只分
(1) 文件： 可以长期保存在外存中的、被赋名了的、信息单元的 集合
(2) 目录：目录是一些目录项的列表，每个目录项一般含有文件 名，以及文件控制说明信息(或文件的索引节点号)。
4.5 一些基本概念及组成
2.操作系统的基本组成
操作系统
用户接口
存储管理 进程管理 设备管理 文件系统
4.5 一些基本概念及组成
• 地址空间
(1) 物理空间：物理内存的连续的物理单元隔成物理地址，物理
(2)
地址的集合即为物理空间 。
(2) 逻辑空间：进程的逻辑地址的集合，这个地址的开始值通常
为0，一直到某个最大值。
4.5 一些基本概念及组成
• I/O设备 (1) 字符设备 ：以字符为单位发送或接收一个字符流。 (2) 块设备 ：信息存放在固定大小的块中，这些块有自己的地址 。 • 文件
《操作系统》ppt课件
进程转换
就绪→执行、执行→就绪、 执行→阻塞、阻塞→就绪。
进程控制
创建进程、终止进程、进 程阻塞与唤醒、进程切换。
进程控制块PCB
PCB概念
进程控制块是系统为了管理进程而设 置的一个专门的数据结构，用它来记 录进程的外部特征，描述进程的运动 变化过程。
PCB内容
PCB作用
使一个在多道程序环境下不能独立运 行的程序（含数据），成为一个能独 立运行的基本单位，一个能与其他进 程并发执行的进程。
02
强制访问控制
系统对用户和文件实行强制性的 访问控制，如军事领域的多级安 全保护。
03
基于角色的访问控 制
根据用户在系统中的角色来分配 访问权限，实现企业中的权限管 理。
加密技术在操作系统中应用
文件加密
对重要文件进行加密存储，防止未经授权的用户 访问。
磁盘加密
对整个磁盘或磁盘分区进行加密，保护磁盘数据 的安全性。
设备驱动程序设计
设备驱动程序的功能
实现与硬件设备的通信和控制，向上层软件提供统一的接口。
设备驱动程序的组成
包括设备服务例程、中断处理程序和设备管理策略等。
设备驱动程序的编写
需要了解硬件设备的特性和接口规范，采用适当的编程语言和开发工具进行编写。
设备驱动程序的调试与测试
通过调试和测试确保设备驱动程序的正确性和稳定性。
磁盘调度算法比较
先来先服务（FCFS）
按照请求到达的先后顺序进行服务，简单但效率不高。
最短寻道时间优先（SSTF）
优先选择距离当前磁头位置最近的请求进行服务，可减少磁头移动距 离，但可能导致某些请求长时间等待。
扫描算法（SCAN）
磁头从一端向另一端移动，途中满足遇到的请求，到达另一端后返回， 途中再次满足遇到的请求，如此往复。
计算机操作系统课件完整版
分配算法
首次适应算法、最佳适应 算法、最坏适应算法等， 用于决定如何为进程分配 内存空间。
虚拟内存技术原理及应用
虚拟内存概念
通过硬件和软件的结合 ，将物理内存和外存结 合起来，为用户提供比 实际物理内存大得多的 逻辑内存空间面 置换功能，实现虚拟内 存。
分布式操作系统
这种操作系统能够管理分布在不同地点的 计算机资源，支持分布式计算和协同工作 ，适用于构建和管理分布式系统。
分时操作系统
这种操作系统允许多个用户同时使用计算 机，每个用户都感觉自己独占了整个系统 资源。
网络操作系统
这种操作系统能够管理网络资源，提供网 络服务和支持网络通信，适用于构建和管 理计算机网络。
分布式系统特点和挑战
分布式系统特点
分布式系统由多台计算机组成，每台计算机都拥有独立的处理能 力和存储空间，计算机之间通过网络进行通信和协作。
分布式系统挑战
分布式系统面临着诸多挑战，如数据一致性、并发控制、容错处理 、安全性等。
分布式系统应用
分布式系统广泛应用于云计算、大数据处理、物联网等领域。
典型分布式操作系统案例分析
• 优先级调度策略：优先级调度策略是根据设备请求的优先级进行资源分配。优先级高的请求可以优先获得资源 ，而优先级低的请求则需要等待。这种策略的优点是可以满足紧急或重要请求的需求，但缺点是可能导致低优 先级请求长时间得不到处理。
06
用户界面与交互设计
用户界面基本要素和原则
用户界面基本要素
包括窗口、菜单、图标、按钮等，这些 要素是用户与计算机进行交互的基础。
网络协议栈概述
网络协议栈是一组按照特定层次结构排列的网络协议集合，用于实 现不同计算机系统之间的通信。
计算机发展历程ppt课件
界面，支持多任务、多用户和网络功能等。
操作系统的未来发展趋势
03
云计算、物联网和人工智能等新兴技术将推动操作系统向更加
智能化、分布式和自适应的方向发展。
软件工程方法的提出与应用
01
软件危机的出现
随着软件规模的扩大和复杂度的增加，软件开发过程中出现了质量难以
保证、开发效率低下等问题。
02
软件工程方法的提出
21世纪初
互联网用户数量爆炸式增长，各 种网络应用和服务层出不穷。
面临的挑战
网络安全、信息过载、网络犯罪 等问题逐渐凸显，对互联网的发
展和管理提出了新的挑战。
网络安全问题的日益凸显
网络攻击事件频发
黑客攻击、病毒传播、网络钓鱼等网络安全事件 不断发生，给用户和企业带来巨大损失。
个人隐私泄露
个人信息泄露事件屡见不鲜，如何保护用户隐私 成为亟待解决的问题。
。
超大规模集成电路时代
超大规模集成电路（VLSI）技 术的出现使得计算机硬件实现 了高度集成化，性能大幅提升 。
现代计算机多采用超大规模集 成电路技术，实现了高速、低 功耗、高可靠性等要求。
代表作品：Intel 8086（1978 年推出，16位微处理器）。
03
计算机软件技术的发展
机器语言与汇编语言
网络犯罪猖獗
网络犯罪手段不断翻新，如网络诈骗、网络赌博 等，给社会带来严重危害。
05
计算机在各领域的应用与影响
科学计算领域的应用
1 2 3
数值计算
计算机在科学计算领域的应用主要体现在数值计 算方面，如天气预报、地震模拟、核能研究等。
仿真模拟
通过计算机建模和仿真技术，可以模拟现实世界 中的各种复杂系统和过程，为科学研究和工程设 计提供有力支持。
第2章计算机操作系统PPT课件
9/17/2024
大学计算机基础
用户接口
用户接口有两种类型： （1）命令接口和图形用户界面 用户 通过交互方式对计算机进行操作。 （2）程序接口 程序接口又称应用程 序接口（Application Programming Interface，API），为编程人员提供， 应用程序通过API可以调用操作系统 提供的功能。
操作系统
计算机硬件
整个计算机系统的层次结构
9/17/2024
大学计算机基础
2.1.2 操作系统的作用和功能
1. 操作系统的作用
(1) 用户和计算机硬件之间的接口 (2) 硬件功能的扩充 为用户提供了 一台功能显著增强，使用更加方便， 安全可靠性更好，效率明显提高的机 器，称为虚拟计算机（Virtual Machine）。 (3) 资源管理器
9/17/2024
大学计算机基础
4．Linux Linux是一套免费使用和自由传播的、
与Unix完全兼容的类Unix操作系统。 Linux最初是由芬兰赫而辛基大学计算
机系的学生Linus Torvalds开发的一个操 作系统内核程序，Linux以其高效性和灵 活性著称，它能够在PC机上实现Unix操作 系统的功能。
9/17/2024
大学计算机基础
实时操作系统
实时操作系统是指系统能及时（或即时）响应外 部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理， 并控制所有实时任务协调一致地运行。
根据具体应用领域不同，实时操作系统分两类： （1） 实时控制系统 （2） 实时信息处理系统
9/17/2024
大学计算机基础
2.1.4 典型操作系统简介
9/17/2024
大学计算机基础
图中进程WINWORD.EXE有4个线程， 进程explore.exe有16个线程。
操作系统-完整版PPT课件
Ｂ、双击“标题栏”
Ｃ、单击“任务栏”上相应的“任务按钮”
Ｄ、选择“控制”按钮弹出菜单中的“”最 大化
选项
２、在Windows中，可以“关闭”窗
口的操作是Ａ（ＢＣＤ
）
Ａ、双击“控制”按钮
Ｂ、按ALT+F4
Ｃ、选择文件“下拉菜单的”关闭“ 选项
Ｄ、选择“控制”按钮弹出菜单中“ 关闭”选项
３、属于多用户多任务的操作系统的是 （ BCD ）
操作中，要先按住键盘上的（ A ）键 ，再依次单击各选择对象。
A．CTRL B．ALT
C．SHIFT D．TAB
6、在Windows98中，有些菜单的选项
中的右端有一个向右的箭头，则表示 该菜单项代表( A )
A．将弹出下一级子菜单 B．当前不能选取执行 C．已被选中 D．将弹出一个对话框
7、应用程序窗口最大化以后，标
A．该命令正在使用
B．当前不能选取执行
C．执行该命令时出错
D．该命令已正确执行
3、按组合键（ B ）可以打开“开始 ”菜单。
A. Ctrl+O C. Ctrl+空格键
B. Ctrl+Ese D. Ctrl+Tab
4、运行windows98桌面上已经有某应用 程序的图标，可以( B )
A．左键单击该图标 B．左键双击该图标 C．右键单击该图标 D．右键双击该图标 5、在选定多个非连续文件或文件夹的
题栏右边分别是（ B ）三个 按钮 A．最小化、最大化和大小 B.最小化、还原和关闭 C.最小化、关闭和移动 D.最小化、最大化和恢复
8、下列叙述中，正确的是（ D ）
A、“开始”菜单只能用鼠标单击“开始” 按钮才能打开
《操作系统的介绍》PPT课件
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3
手工操作系统
1946年第一台计算机诞生--20世纪50年代中期，还未出现操作 系统，计算机工作采用手工操作方式。程序员将对应于程序和 数据的已穿孔的纸带（或卡片）装入输入机，然后启动输入机 把程序和数据输入计算机内存，接着通过控制台开关启动程序 针对数据运行；计算完毕，打印机输出计算结果；用户取走结 果并卸下纸带（或卡片）后，才让下一个用户上机。
实时系统可分成两类：
（1）实施控制系统。当用于飞机飞行、导弹发射等的自动控制时，
要求计算机能尽快处理测量系统测得的数据，及时地对飞机或导弹进行
控制，或将有关信息通过显示终端提供给决策人员。当用于轧钢、石化
等工业生产控制时，也要求计算机能及时处理由各类传感器送来的数据，
然后控制相应的执行机构。
（2）实时信息处理系统。当用于预定飞机票、查询有关航班、航线、
处理系统，是现代操作系统的原型。
不足：每次主机内存中仅存放一道作业，每当它运行期间发出输入/
输出（I/O）请求后，高速的CPU便处于等待低速的I/O完成状态，致使
CPU空闲。
为改善CPU的利用率，又引入了多道程序系统。即输入/输出脱离主
机控制。
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9
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10
多道程序系统
多道程序设计技术 所谓多道程序设计技术，就是指允许
别于批处理系统，因而，分时系统又被称为交互式系统。
（3）独立性。用户之间可以相互独立操作，互不干扰。系统保证各
用户程序运行的完整性，不会发生相互混淆或破坏现象。
（4）及时性。系统可对用户的输入及时作出响应。分时系统性能的
主要指标之一是响应时间，它是指：从终端发出命令到系统予以应答所
2.2 操作系统的发展
2.2 操作系统的发展
2.2.1 无操作系统
20世纪50年代末出现了脱机输入输出 技术在一定程度上提高了CPU的利用率但操 作系统仍然没有出现。这一时期输入输出在 外围机的控制下进行，此过程是脱离主机的， 因此称这种方式为脱机输入输出方式。脱机 输入输出系统的优点主要在于提高了CPU的 利用率，由于输入输出都是在外围机控制下 进行的，节省了人工装卸纸带或卡片的时间， 同时也提高了输入输出的效率。
2.2 操作系统的发展
2.2.1 无操作系统
从1946年世界上第一台计算机诞生到20 世纪50年代中期，操作系统还未出现，计算机 工作采用手工操作方式。
这一时期没有程序设计语言（汇编也没 有），所有的程序设计是用纯粹的机器语言编 写的。有时候甚至需要通过成千上万根电缆接 到插件板上连成电路来控制机器的基本功能。
人们把计算机与许多终端用户连接起来，分时操作系统将系统处理 机时间与内存空间按一定的时间间隔，轮流地切换给各终端用户的程序 使用。由于时间间隔很短，每个用户的感觉就像他独占计算机一样。分 时操作系统的特点是可有效增加资源的使用率。
影响响应时间的因素：终端数目多少、时间片的大小、信息交换量、 信息交换速度。典型的分时操作系统就是Unix和Linux的操作系统。
一定算法自动装入下一个作业 • 提高了CPU的利用率
2.2 操作系统的发展
2.2.3 分时系统
批处理系统的引入成功提高了计算机系统资源的利用率和吞吐量， 但是系统与用户的交互性很差，于是分时系统被设计出来。分时操作系 统是几个、几十个甚至几百个用户采用时间片轮转的方式同时使用一台 计算机的一种操作系统。第二章 操作系统河北机电业技术学院第二章 操作系统
2.1 操作系统概述 2.2 操作系统的发展 2.3 操作系统的功能及分类 2.4 常见操作系统 2.5 Windows 10系统的使用 2.6 Windows 10文件系统与文件管理 2.7 程序与任务管理
操作系统发展历史与现状.ppt
• 嵌入式操作系统 ：主要伴随着个人数字助理 PAD, 掌上电 脑，电视机顶盒，智能家电等设备的发展，对操作系统在 功能和所占空间大小权衡上提出了新的要求。 • 强实时操作系统 ：特别是针对通用操作系统的实时性研 究，还在不断发展当中。 • 并行操作系统的研究 ：如建立在基于共享主存的多处理 机系统(MP)及用上千个微处理器实现基于分布式存储的大 规模并行处理机系统(MPP)的操作系统，系统突出特征是提 供各类并行机制。例如并行文件系统，并行I／ O控制，多 处理机分配和调度，处理机间的通讯和同步，用户任务的 并行控制等。 • 网络操作系统和分布式操作系统的研究 ：就目前情形而 言，网络统的研究也还方兴未艾，基于 Client／ Server 模型的分布式系统也已不断走向应用，完全分布式的系统 还未成型，仍将是研究的热点问题。
典型的卡片作业举例
程序处理 数据
$END
$RUN $LOAD
FORTRAN 程 序语句
$FORTRAN $JOB,JOBNAME=…
普通指令:用户程序监督程序都可包含的指 令。 特权指令:只有监督程序才可包含的指令。 系统空间:监督程序所占内存(0-K)。 用户空间:供用户程序使用的内存(K+1-N) 方式/态:指处理机能执行什么类型指令、访 问多大内存的状态。在特权方式下,除能执 行普通指另外还能执行特权指令并访问更大 的空间.在普通方式下只能执行普通指令。 系统调用（广义指令）:由监督程序提供给 用户调用的系统功能。
史前年代特点:
•计算机刚问世,除硬件和应用软件外,几乎 没有中间层软件，没有操作系统 •用户独占机器或由系统操作员控制机器*
1.2.1监督程序（ 50年代单道批处理时代） 基本思想:系统有一常驻内存的监督程序(第 一代操作系统).操作员有选择的把若干作 业合成一批,安装在输入设备上,并启动监 督程序,然后由监督程序依次顺序启动这批 作业,以单道方式运行。 作业：用户的一次上机行为。 作业步：作业的执行步骤。 作业控制语言:用于说明作业如何执行的语 言。 作业控制说明书:用作业控制语言编写的作 业执行程序。*
典型的卡片作业举例
程序处理 数据
$END
$RUN $LOAD
FORTRAN 程 序语句
$FORTRAN $JOB,JOBNAME=…
普通指令:用户程序监督程序都可包含的指 令。 特权指令:只有监督程序才可包含的指令。 系统空间:监督程序所占内存(0-K)。 用户空间:供用户程序使用的内存(K+1-N) 方式/态:指处理机能执行什么类型指令、访 问多大内存的状态。在特权方式下,除能执 行普通指另外还能执行特权指令并访问更大 的空间.在普通方式下只能执行普通指令。 系统调用（广义指令）:由监督程序提供给 用户调用的系统功能。
史前年代特点:
•计算机刚问世,除硬件和应用软件外,几乎 没有中间层软件，没有操作系统 •用户独占机器或由系统操作员控制机器*
1.2.1监督程序（ 50年代单道批处理时代） 基本思想:系统有一常驻内存的监督程序(第 一代操作系统).操作员有选择的把若干作 业合成一批,安装在输入设备上,并启动监 督程序,然后由监督程序依次顺序启动这批 作业,以单道方式运行。 作业：用户的一次上机行为。 作业步：作业的执行步骤。 作业控制语言:用于说明作业如何执行的语 言。 作业控制说明书:用作业控制语言编写的作 业执行程序。*
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DOS OS/2
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
计算机操作系统的发展
Unix
Windows
于19X80e年nix8月25日，SDCOOS公司 发布Xenix操作系统，Xenix
是微软为微型计算机推出的
Unix版本。由于微软购买的
授权无法直接让该操作系统
以“UNIX”为名，便命名该
Linux
OS/2
系统为Xenix。
计算机操作系统的发展
Unix
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
免费的，易用的，舒适而优雅的桌面操作
系
Windows 统
Linux。
2006年12月7日， openSUSE logoopenSUSE ，推进 Linux 的广泛使用。
DOS OS/2
计算机操作系统的发展
微软自1985年推出Windows 1.0以U来ni，x Windows系统X经en历ix 了二十多年风风雨雨。从最 初运行在DOS下的Windows 3.x，到现在风靡全球的 Windows 9x、Windows 2000、 WinWdoinwdsowXPs、Windows L2in0u0x3、 和win7。
Windows
从1981年问世至今，DOS经历了7 次大的Xe版nix本升级，从D1.O0S版到现 在的7.0版，不断地改进和完善。 但是，DOS系统的单用户、单任 务、字符界面和16位的大格局， 它对于内存的管理也局限在 640KLBi，nu这x 些终究是ODOSS/2的一个 Fault。
计算机操作系统的发展
OS/2是由微软和IBM公司共同创 造，U后ni来x 由IBM单独开X发en的ix一套
操作系。OS/2*1.0在1987年12
月上市，1988年10月，IBM推出
了OS/2*1.1标准版，为OS/2增
加了图形界面P。最大规模的发
行W版in本do是ws于1996年发L行in的uxOS/2
Warp
4.0。
DOS OS/2
Байду номын сангаас
计算机操作系统的发展
Linux 操作系统是UNIX 操作系统的一种
克隆系统。它U诞ni生x 于1991 年的10X月en5ix日
（这是第一次正式向外公布的时间）。
2003年11月6日，发行Fedora Linux
2006年8月27日发行Linux Mint版本，它
诞生的目的是为家庭用户和企业提供一个
计算机操作系统的发展
Korea Naver Cafe PowerPoint Expert Club
——
计算机操作系统的发展
Unix
Windows
1974年7月，UNIX与外界首次 接 触X。en结ix 合 了 B 语 言D改OS良 版 （就是现在的C语言），Unix 很快成为世界的主导。1980年， Unix有了三大派生的版本，例 如惠普科技公司研发成的UNIX 操作系Lin统ux——HP-UX，OFSr/e2eBSD 操作系统，Linux操作系统等。