《操作系统概论》课件
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操作系统概论
3. 通用操作系统
实时系统与批处理系统结合
分时系统与批处理系统结合
原则：实时分时优先，批处理在后
“前台”：需频繁交互的作业
“后台”：时间性要求不强的作业
4.实时操作系统
分类： 第一类：实时过程控制 工业控制，军事控制，... 第二类：实时通信（信息）处理 电讯（自动交换），银行，飞机订票 股市行情
合理的组织计算机的工作流程，以便有效地利用这
些资源为用户提供一个功能强大、使用方便的工作
环境，从而在计算机与用户之间起到接口作用。
操作系统功能
处理机管理 存储管理 文件管理 设备管理
• 操作系统是人与计算机之间的接口
• 操作系统是软件与硬件的接口
并发
共享 虚拟 不确定性
应用用户 应用开发人员 应用软件 系统工具 操作系统 计算机硬件 操作系统 开发人员
操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端 用户服务 每次服务一个时间片
分时操作系统特点
同时有多个用户使用一台计算机 宏观上：是多个人同时使用一个CPU 微观上：多个人在不同时刻轮流使用CPU 用户根据系统响应结果进一步 用户感觉不到计算机为其他人服务 提出新请求(用户直接干预每一步) （OS提供虚机器，各个用户的虚 机器互不干扰） 系统对用户提出的请求及时响应
环境，从而在计算机与用户之间起到接口作用。
有效：系统效率，资源利用率 （如：CPU利用的充足与否，内存、外 部设备是否忙碌） 合理：
公平与否，如果不公平则会产生“死锁” 或“饥饿” 方便：命令界面
编程接口
• 操作系统是人与计算机之间的接口 • 操作系统是软件与硬件的接口
§1.2 操作系统的功能和主要特征
执行系统（程序）(Executive System(program))
操作系统ppt
计算机系统的组成 硬件系统（裸机）：CPU、存储器（主存、辅
存）、I/O
软件系统：系统软件、应用软件
系统软件：管理计算机本身的操作。如操作系统、编译系统
应用软件：提供给用户进行工作。如，科学计算、事务管理、办 公软件
计算机系统的层次结构
应用用户 应用开发人员
应用软件
系统工具
虚拟
操作系统
机器
计算机硬件
用户请求
5. 服务提供者的观点
在操作系统之外从用户角度来看： 操作系统为用户提供一组功能强大的、方便易 用的命令或系统调用
五、操作系统的发展过程
推动操作系统发展的主要动力
•无操作系统的计算机系统
人工操作方式
脱机输入输出方式
•批处理系统
单道批处理系统
多道批处理系统
•分时系统 •实时系统
•微机操作系统 •多处理机操作系统 •网络操作系统 •分布式操作系统 •嵌入式操作系统
假如没有操作系统？怎样输出打印结果？ →程序员必须对二进制程序操作 从二极发光管读答案
硬件相关（续1）：
指实现代码中包含存储器的物理地址， 包含对设备接口寄存器和设备接口缓冲 区的读写等等
实现该工作的过程代码和硬件因素密切相关，即需 要设置与测试、使用物理地址、设备接口寄存器等 等
硬件相关必然复杂繁琐、代码量大 硬件相关的工作，其实现代码不通用
操作系统的工作
（1）程序的执行 负责启动每个程序，以及结束程序的工作
（2）完成与硬件有关的工作 （3）完成与应用无关的工作
易于使用，统一性，基本服务 （4）计算机系统的效率与安全问题
硬件相关：
应用程序
----------------------- 虚拟机器界面 操作系统
操作系统概论精品PPT课件
(3) 当I/O操作完成(或出错)时，通道以中断方式中断 CPU正在执行的程序，请求CPU的处理
多道程序设计原理
第一章 操作系统概论
图 1.4 多道程序运行概念图
①
作 业 程 序A
③ I/O请求 ② 读/写数据 ⑦
主存缓冲区 ④
数据 通 道
磁带
作 业 程 序B ⑥
⑤ I/O结 束 中 断
主存
第一章 操作系统概论
B程序的执行顺序是：在设备DEV2上执行10秒、在CPU 上执行10秒、在设备DEV1上执行5秒、在CPU上执行5秒、 在设备DEV2上执行10秒，共需要40秒时间。
计算在顺序环境下，CPU、设备DEV1和DEV2的利 用率分别是多少？在并发环境下， CPU、设备 DEV1和DEV2的利用率分别是多少？
的程序， 它们二者相互依赖、相互促进 、 共同发展。
裸机（硬件）是僵尸，软件是幽灵.
第一章 操作系统概论
1.1 什么是操作系统
三、在计算机系统中必须配备操作系统的目标
方便用户 提高计算机系统资源的使用效率
1.1 什么是操作系统
第一章 操作系统概论
操作系统是控制和管理计算机系统的硬件 和软件资源、合理地组织计算机工作流程 及方便用户使用的程序和数据的集合。
第一章 操作系统概论
1.1 什么是操作系统 1.2 多道程序设计的概念 1.3 操作系统的功能和主要特征 1.4 操作系统的结构 1.5 操作系统的分类
1.1 什么是操作系统
一、计算机系统组成
第一章 操作系统概论
中央处理机（CPU）
内存
I/O设备（键盘、显示器、打字机、鼠标）
外部设备
存储设备（硬盘、软盘、光盘、磁带）
多道程序设计原理
第一章 操作系统概论
图 1.4 多道程序运行概念图
①
作 业 程 序A
③ I/O请求 ② 读/写数据 ⑦
主存缓冲区 ④
数据 通 道
磁带
作 业 程 序B ⑥
⑤ I/O结 束 中 断
主存
第一章 操作系统概论
B程序的执行顺序是：在设备DEV2上执行10秒、在CPU 上执行10秒、在设备DEV1上执行5秒、在CPU上执行5秒、 在设备DEV2上执行10秒，共需要40秒时间。
计算在顺序环境下，CPU、设备DEV1和DEV2的利 用率分别是多少？在并发环境下， CPU、设备 DEV1和DEV2的利用率分别是多少？
的程序， 它们二者相互依赖、相互促进 、 共同发展。
裸机（硬件）是僵尸，软件是幽灵.
第一章 操作系统概论
1.1 什么是操作系统
三、在计算机系统中必须配备操作系统的目标
方便用户 提高计算机系统资源的使用效率
1.1 什么是操作系统
第一章 操作系统概论
操作系统是控制和管理计算机系统的硬件 和软件资源、合理地组织计算机工作流程 及方便用户使用的程序和数据的集合。
第一章 操作系统概论
1.1 什么是操作系统 1.2 多道程序设计的概念 1.3 操作系统的功能和主要特征 1.4 操作系统的结构 1.5 操作系统的分类
1.1 什么是操作系统
一、计算机系统组成
第一章 操作系统概论
中央处理机（CPU）
内存
I/O设备（键盘、显示器、打字机、鼠标）
外部设备
存储设备（硬盘、软盘、光盘、磁带）
操作系统概述PPT课件
包括一互斥的方式访问 临界资源和对合作进程之间 进行的协调。
3、进程通信
我们把进程间所进行的信 息交换成为进程通信。
4、进程调度
进程调度是指按照一定的 调度算法，例如：先来先服 务的算法，从进程的就绪队 列中选出一个进程，把处理 机分配给它，为该进程设置 运行现场，并运行之。
*存储器管理
存储器管理的主要任务 有： 1、为多道程序的并发执行提
操作系统提供的界面的 友好性和易用性成为操作系 统中的重要部分，用户在相 当的程度上以这两个标准来 判断一个系统的优劣。
*处理机管理
处理机管理主要包括进程 控制、进程同步、进程通信 和进程调度。
1、进程控制
进程控制的基本功能是创 建和撤消进程以及控制进程 的状态转换。
2、进程同步
进程同步是指系统对并 发执行的进程进行协调
计算机软件组织
计算机软件包括系统软件和应用软件
系统软件：操作系统，语言处理系统， 和常用的例行服务程序。
应用软件：指那些为了某一类的应用需 要而设计的程序，或用户为 解决某的特定的问题而编制 的程序或程序系统，如航空 定票系统。
计算机系统层次关系
应用软件 银行系统 航空定票系统
系统 编译器 编辑器
编程、穿孔、预约
装入与启动汇编程序
汇编程序运行完产生目标程序带
卸下汇编、源程序、目标程序带 安装连接带
成功否 下机修改源程序
产生、卸下连接、目标、可执行汇编目标程序带
卸下汇编、源程序、目标程序带
成功否
安装启动该用户程序
安装用户可执行目标程序和数据带
运行完毕、产生结果数据 卸下程序、数据、结果带
成功否
第一章 操作系统概述
内容提要：
3、进程通信
我们把进程间所进行的信 息交换成为进程通信。
4、进程调度
进程调度是指按照一定的 调度算法，例如：先来先服 务的算法，从进程的就绪队 列中选出一个进程，把处理 机分配给它，为该进程设置 运行现场，并运行之。
*存储器管理
存储器管理的主要任务 有： 1、为多道程序的并发执行提
操作系统提供的界面的 友好性和易用性成为操作系 统中的重要部分，用户在相 当的程度上以这两个标准来 判断一个系统的优劣。
*处理机管理
处理机管理主要包括进程 控制、进程同步、进程通信 和进程调度。
1、进程控制
进程控制的基本功能是创 建和撤消进程以及控制进程 的状态转换。
2、进程同步
进程同步是指系统对并 发执行的进程进行协调
计算机软件组织
计算机软件包括系统软件和应用软件
系统软件：操作系统，语言处理系统， 和常用的例行服务程序。
应用软件：指那些为了某一类的应用需 要而设计的程序，或用户为 解决某的特定的问题而编制 的程序或程序系统，如航空 定票系统。
计算机系统层次关系
应用软件 银行系统 航空定票系统
系统 编译器 编辑器
编程、穿孔、预约
装入与启动汇编程序
汇编程序运行完产生目标程序带
卸下汇编、源程序、目标程序带 安装连接带
成功否 下机修改源程序
产生、卸下连接、目标、可执行汇编目标程序带
卸下汇编、源程序、目标程序带
成功否
安装启动该用户程序
安装用户可执行目标程序和数据带
运行完毕、产生结果数据 卸下程序、数据、结果带
成功否
第一章 操作系统概述
内容提要：
操作系统概论
操作系统
10
1.1.3 操作系统的基本观点
操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是 对计算机硬件系统功能的首次扩充，它直接控 制、管理各种硬件资源。 操作系统为用户提供作业控制接口，使用户 能够通过终端输入一定命令来控制作业流程。 操作系统为应用开发人员提供系统功能调用， 提高应用开发效率。 统一管理系统资源，使并发进程能够按照一 定原则合理共享系统资源，提高资源利用率。
在内存分配过程中会出现内存需求总和超 过实际内存空间，因此，制定分配策略时应 以提高内存利用率为目标。 （2）地址转换：编写程序时使用的是逻辑地址 空间，程序调入内存运行时使用的是物理地址 空间，为了确保能正确访问数据和指令，必须 在程序装入内存时把逻辑地址转换成物理地址， 这一操作称为地址转换，也称重定位。
改进办法：减少手工操作，让计算机自动控制用户 作业的启动、运行，废除上、下机手工交接。
具体实现：让计算系统一次集中处理一批用户作业， 故被称为“批处理系统”，其管理程序就是现今操作 系统的雏形。如图1-2所示。
操作系统
8
作业 n 说明书
依次 1,2,…,n
依次 1,2,…,n
图1-2 批处理系统示意图
（3）设备驱动：设备驱动程序实现CPU与设备控制器 之间的通信。
操作系统
30
设备管理
（4）设备无关性：设备无关性又称设备独立性。即用 户编写的应用程序与实际使用的物理设备无关。
用户编写的应用程序中不直接指定使用哪台具体 的物理设备，而是使用操作系统提供的逻辑设备， 然后由操作系统把用户程序中使用的逻辑设备映射 到具体的物理设备，实施具体的I/O操作。 优点：是用户应用进程的运行与某台具体物理设 备的状态无关，而由操作系统为其分配一台合适的 设备完成I/O操作。这样会避免出现有设备可用但进 程却无法运行的情况。
操作系统完整ppt课件
程序I/O方式
CPU等待I/O操作完成
适用于简单、少量的I/O操作
2024/1/26
26
I/O控制方式
CPU响应中断并处理I/O操 作结果
I/O操作完成后中断CPU
中断驱动I/O方式
01
2024/1/26
03 02
27
I/O控制方式
2024/1/26
01
提高了CPU的利用率
02
DMA（直接内存访问）I/O方式
PCB的内容
PCB通常包含进程标识符、处理机状态、进程调度信息和进程控 制信息等内容。
PCB的组织方式
PCB可以采用线性方式、链接方式或索引方式进行组织。
9
进程调度算法
2024/1/26
先来先服务（FCFS）调度算法
按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程先得到服务。
短作业优先（SJF）调度算法
根据进程的服务时间进行调度，服务时间短的进程优先得到服务。
优先级调度算法
为每个进程分配一个优先级，优先级高的进程优先得到服务。
时间片轮转（RR）调度算法
将CPU时间划分为固定大小的时间片，每个进程轮流执行一个时间片 。
10
进程同步与通信
进程同步的概念
多个进程在执行过程中需要协调其推进速度，以保证正确 的执行顺序和结果。
2024/1/26
进程的状态
进程在执行过程中会经历 多种状态，如就绪态、运 行态、阻塞态等。
进程控制块PCB
每个进程都有一个唯一的 进程控制块，用于存储进 程的标识符、状态、优先 级等关键信息。
8
进程控制块PCB
2024/1/26
PCB的作用
PCB是进程存在的唯一标识，操作系统通过PCB来感知进程的存 在，并对其进行控制和管理。
CPU等待I/O操作完成
适用于简单、少量的I/O操作
2024/1/26
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I/O控制方式
CPU响应中断并处理I/O操 作结果
I/O操作完成后中断CPU
中断驱动I/O方式
01
2024/1/26
03 02
27
I/O控制方式
2024/1/26
01
提高了CPU的利用率
02
DMA（直接内存访问）I/O方式
PCB的内容
PCB通常包含进程标识符、处理机状态、进程调度信息和进程控 制信息等内容。
PCB的组织方式
PCB可以采用线性方式、链接方式或索引方式进行组织。
9
进程调度算法
2024/1/26
先来先服务（FCFS）调度算法
按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程先得到服务。
短作业优先（SJF）调度算法
根据进程的服务时间进行调度，服务时间短的进程优先得到服务。
优先级调度算法
为每个进程分配一个优先级，优先级高的进程优先得到服务。
时间片轮转（RR）调度算法
将CPU时间划分为固定大小的时间片，每个进程轮流执行一个时间片 。
10
进程同步与通信
进程同步的概念
多个进程在执行过程中需要协调其推进速度，以保证正确 的执行顺序和结果。
2024/1/26
进程的状态
进程在执行过程中会经历 多种状态，如就绪态、运 行态、阻塞态等。
进程控制块PCB
每个进程都有一个唯一的 进程控制块，用于存储进 程的标识符、状态、优先 级等关键信息。
8
进程控制块PCB
2024/1/26
PCB的作用
PCB是进程存在的唯一标识，操作系统通过PCB来感知进程的存 在，并对其进行控制和管理。
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
操作系统原理ppt课件
单缓冲、双缓冲、循环缓冲、缓冲 池等。
03
02
缓冲区的作用
缓解CPU与外设之间速度不匹配的 矛盾，提高数据传输效率。
缓冲区的管理策略
缓冲区分配、缓冲区回收、缓冲区 满和空的处理等。
04
06
现代操作系统技术
微内核操作系统
微内核架构
微内核仅包含最基本的 功能，如进程调度、内 存管理和进程间通信等 ，其他服务以用户态进 程形式存在。
操作系统的分类与发展
分类
根据使用环境和应用需求，操作系统 可分为批处理系统、分时系统、实时 系统、网络操作系统等。
发展
随着计算机技术的飞速发展，操作系 统也在不断演进，从早期的简单批处 理系统发展到现代的多用户、多任务 、多媒体操作系统。
操作系统的基本特征
并发性
共享性
操作系统可以同时处理多个任务或事件。
I/O控制方式
程序直接控制方式
CPU直接控制外设，进行数据 的输入输出操作。
中断控制方式
外设准备就绪后，向CPU发出 中断请求，CPU响应中断后进 行数据传输。
DMA控制方式
在外设和内存之间开辟直接的 数据交换通道，减少CPU的干 预。
通道控制方式
CPU通过通道来控制外设，实 现更高效的数据传输。
请求分段存储管理
在段式存储管理的基础上，增加请求调段和段置换功能。
请求分页存储管理
在页式存储管理的基础上，增加请求调页和页面置换功能 。
虚拟存储的优缺点
扩大内存容量、提高内存利用率、方便用户编程等；但需 要额外的软硬件支持、可能增加系统开销等。
04
文件管理
文件与文件系统
文件的概念
文件是存储在外部介质上的数据集合，是操作系统进行管理和操作 的基本单位。
03
02
缓冲区的作用
缓解CPU与外设之间速度不匹配的 矛盾，提高数据传输效率。
缓冲区的管理策略
缓冲区分配、缓冲区回收、缓冲区 满和空的处理等。
04
06
现代操作系统技术
微内核操作系统
微内核架构
微内核仅包含最基本的 功能，如进程调度、内 存管理和进程间通信等 ，其他服务以用户态进 程形式存在。
操作系统的分类与发展
分类
根据使用环境和应用需求，操作系统 可分为批处理系统、分时系统、实时 系统、网络操作系统等。
发展
随着计算机技术的飞速发展，操作系 统也在不断演进，从早期的简单批处 理系统发展到现代的多用户、多任务 、多媒体操作系统。
操作系统的基本特征
并发性
共享性
操作系统可以同时处理多个任务或事件。
I/O控制方式
程序直接控制方式
CPU直接控制外设，进行数据 的输入输出操作。
中断控制方式
外设准备就绪后，向CPU发出 中断请求，CPU响应中断后进 行数据传输。
DMA控制方式
在外设和内存之间开辟直接的 数据交换通道，减少CPU的干 预。
通道控制方式
CPU通过通道来控制外设，实 现更高效的数据传输。
请求分段存储管理
在段式存储管理的基础上，增加请求调段和段置换功能。
请求分页存储管理
在页式存储管理的基础上，增加请求调页和页面置换功能 。
虚拟存储的优缺点
扩大内存容量、提高内存利用率、方便用户编程等；但需 要额外的软硬件支持、可能增加系统开销等。
04
文件管理
文件与文件系统
文件的概念
文件是存储在外部介质上的数据集合，是操作系统进行管理和操作 的基本单位。
《操作系统概论》PPT课件
精选课件ppt
27
1.5 操作系统的主要研究课题
调度
进程描述 和控制
内存管理
并发控制
I/O 管 理
安全性
文件管理
网络与分布 计算
精选课件ppt
28
)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTl WoZr %u(x+B 2E6H9KcOfRi UmXp! s&v)z0C3F7Ia MdPgSk VnYq$t *x-A1D5G8JbNeQiTl Wo#r %u(y+B 3E6H9L cOfRjUmYp!s &w)z0C4F7JaMdPhSk VnZq$t *x-A2D5G8KbNeQiTl Xo#r %v(y+B 3E6I9L cOgRjUmYp!t &w)z1C4F7JaMePhSk WnZq$u*x+A2D5H8K bNfQi UlXo#s %v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp! t&w-z1C4G7JaMePhT kWnZr $u*x+A 2E5H8KcNfQi UlXp#s %v)y0B3F6Ia LdOgSjVmYq! t*w-z1D4G7JbMePhT kWoZr $u(x+A 2E5H9KcNfRi UlXp#s &v)y0C 3F6IaL dPgSjV nYq!t*wA1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E6H9KcOfRi UmXp! s&v)z0C3F7Ia LdPgSk VnYq$t *w-A1D5G8JbNeQhT lWo#r %u(y+ B2E6H9LcOfRjUmXp! s&w)z 0C4F7I aMdPhSkVnZq$t*x-A2D5G8K bNeQi TlWo#r %v(y+ B3E
第1章操作系统概论
手工操作的慢速与CPU运算的高速之间的矛 盾。此即人机矛盾。
CPU的快速与I/O设备慢速的矛盾。
1.2.2 早期批处理
为解决人机矛盾，人们提出了从一个作业 到下一个作业的自动过渡方式，从而出现 了批处理技术。
监督程序
监督程序是一个常驻内存的程序，它管理 作业的运行，负责装入和运行各种系统程 序来完成作业的自动过渡。
个人计算机操作系统
个人计算机操作系统主要供个人使用， 它功能强，价格便宜，能满足一般人工 作、学习、游戏等方面的需求。
个人计算机操作系统的主要特点是计算 机在某一段时间内为单个用户服务，采 用图形界面人机交互的工作方式，界面 友好，使用方便。
网络操作系统
网络操作系统是基于计算机网络的，是在各 种计算机操作系统上按网络体系结构协议标 准开发的软件
1.2.4 操作系统的发展
操作系统是一组控制和管理计算机硬件 和软件资源，合理地组织计算机工作流 程，以及方便用户的程序的集合。
操作系统的发展续
由于批处理系统没有人机交互性，后来 又出现了分时系统、实时系统；
近年来又出现了个人计算机操作系统、 网络操作系统、分布式操作系统、嵌入 式操作系统等。
脱机输出：当CPU需要输出时，高速地把结 果送到磁带上，然后在外围机的控制下， 把磁带上的计算结果由相应的输出设备输 出。
脱机输入/输出示意图
纸带机 打印机
外围机
输入带 输出带
输入带 输出带
主机
脱机I/O与联机I/O
脱机输入/输出：输入/输出操作在外围机 的控制下，脱离主机进行。
脱机I/O优点：
直接控制程序运行，同程序进行交互。
独立性：用户彼此之间都感觉不到别人也在
使用这台计算机，好像只有自己独占计算机一 样。
CPU的快速与I/O设备慢速的矛盾。
1.2.2 早期批处理
为解决人机矛盾，人们提出了从一个作业 到下一个作业的自动过渡方式，从而出现 了批处理技术。
监督程序
监督程序是一个常驻内存的程序，它管理 作业的运行，负责装入和运行各种系统程 序来完成作业的自动过渡。
个人计算机操作系统
个人计算机操作系统主要供个人使用， 它功能强，价格便宜，能满足一般人工 作、学习、游戏等方面的需求。
个人计算机操作系统的主要特点是计算 机在某一段时间内为单个用户服务，采 用图形界面人机交互的工作方式，界面 友好，使用方便。
网络操作系统
网络操作系统是基于计算机网络的，是在各 种计算机操作系统上按网络体系结构协议标 准开发的软件
1.2.4 操作系统的发展
操作系统是一组控制和管理计算机硬件 和软件资源，合理地组织计算机工作流 程，以及方便用户的程序的集合。
操作系统的发展续
由于批处理系统没有人机交互性，后来 又出现了分时系统、实时系统；
近年来又出现了个人计算机操作系统、 网络操作系统、分布式操作系统、嵌入 式操作系统等。
脱机输出：当CPU需要输出时，高速地把结 果送到磁带上，然后在外围机的控制下， 把磁带上的计算结果由相应的输出设备输 出。
脱机输入/输出示意图
纸带机 打印机
外围机
输入带 输出带
输入带 输出带
主机
脱机I/O与联机I/O
脱机输入/输出：输入/输出操作在外围机 的控制下，脱离主机进行。
脱机I/O优点：
直接控制程序运行，同程序进行交互。
独立性：用户彼此之间都感觉不到别人也在
使用这台计算机，好像只有自己独占计算机一 样。
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填空题 1×15
简答题 4×5
综合题 10×4
《操作系统概论》考试题型
1、单项选择题
考察内容：基本概念、基本原理的正确理解。 例：多道程序设计是指（ ）
A.在实时系统中并发运行多个程序
B.在分布式系统中同一时刻运行多个程序 C.在一台处理器上同一时刻运行多个程序 D.在一台处理器上并发运行多个程序
主要知识点
10、当前流行的操作系统 Windows：图形用户界面（GUI） Unix：通用的交互式分时系统。
Linux：自由软件
注意：单（多）用户、单（多）任务的含义 11、处理器的工作状态 特权指令的含义，哪些是特权指令 管态和目态 PSW的内容、作用 PSW寄存器的作用
主要知识点
12、操作系统与用户的接口 两类接口：程序员接口和操作员接口 程序员接口：系统调用。访管指令和访管中断
例1：以分页存储管理为例，说明动态地址映射的实现 方法。（浙江2006年）
例2：简述设备管理的功能。（浙江2006年）
例3：为什么进程同步问题中往往还要考虑进程互斥关 系，请举例说明之。（全国2000年）
《操作系统概论》考试题型
5、综合题
考察内容：考察资源管理中各种算法的原理、解题过 程。要求对于给定的具体问题，通过计算和设计，给出 准确的答案。 例1：在一个请求分页系统中，假如系统分配给一个作 业的物理块数为3，并且此作业的页面走向为2、3、2、 1、5、2、4、5、3、2、5、2。试用FIFO和LRU两种 算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页次数，写 出物理块中页号变化过程。 在《操作系统概论》课中，这样的算法有七、八个， 我们在各章要点讲解中会提醒大家。
第1 章 引生掌握 什么是操作系统，它在整个计算机系统的地位， 以及操作系统的功能、分类等基本问题。先让学 生对操作系统有一个整体的概念，在后续各章中， 再分别具体介绍每一个具体内容。
主要知识点
1、计算机系统的组成 硬件：CPU、存储器、输入输出控制系统、输入输出 设备 软件：软件的三个类型 2、什么是操作系统 四个要点 3、操作系统的作用 三个作用 提高效率，便于使用 4、操作系统的功能 四种资源的管理：处理器、存储器、文件、设备 两类接口：程序员接口（系统调用），操作员接口 （操作控制命令）
4、进程的概念 5、引入进程的原因 提高资源的利用率 正确描述程序的执行情况 6、进程的属性 动态性
多个进程可含有相同的程序
并发性 三种状态
主要知识点
7、进程的状态及其转换 三种状态的含义 进程状态图：有向图 导致进程状态转换的原因 8、进程控制块（PCB） PCB的作用 PCB的内容：四类信息：标识、说明、现场、管理信 息 9、进程控制 原语的概念 四个原语：创建、撤消、阻塞、唤醒 原语与进程状态之间的关系
《操作系统概论》考试题型
2、多项选择题
考察内容：基本概念、基本原理、基本算法的正确理解。 例：在下列算法中用于进程调度的算法是（ ） A.动态优先数法 B.单向扫描法 C.时间片轮流法 D.最近最久未用算法 E.最短查找时间优先算法
《操作系统概论》考试题型
3、填空题
考察内容：基本概念、基本原理、基本术语的准确理 解和记忆。用教材中的术语来回答问题。
主要知识点
1、程序的顺序执行 程序的执行顺序是由编制的程序决定的 无法利用处理器和设备的并行能力 2、程序的并行执行 发挥处理器和设备的并行能力 3、多道程序设计技术
充分发挥处理器的使用效率
增加单位时间内的算题量（吞吐量） 降低完成计算所需的总时间 提示：对每一道题来说，时间可能会加长
主要知识点
《操作系统概论》串讲
主讲：赵守香 教授
操作系统概论
1、基本概念
2、基本原理
3、基本数据结构
4、基本算法 5、“以不变应万变”
《操作系统概论》教材说明
教材说明
《操作系统概论》教材在2005年9月改版， 新版教材同时启用。因此只有2006年试卷是新版 教材的试卷。
《操作系统概论》考试题型
单项选择题 1×15 多项选择题 2×5
主要知识点
10、进程的队列 就绪队列 等待队列 导致进程状态转换的原因 入队与出队，队列管理 11、中断和中断处理 中断的概念 中断的类型：硬件故障、程序、外部、输入/输出、访管 强迫性中断和自愿性中断的含义 中断响应的过程：几种PSW 中断处理：不同类型中断的处理原则
主要知识点
12、处理器的调度 两级调度：作业调度和进程调度 与设备管理中的spooling技术结合起来理解 作业调度算法 设计作业调度算法的原则：公平、平衡资源使用、极 大的流量 平均周转时间 作业调度算法：先来先服务、计算时间短优先、响应 比高者优先、优先级调度算法、均衡调度算法。一定 要会算题！ 注意：作业调度的前提条件是资源满足作业的需求。
主要知识点
5、操作系统的基本类型 批处理系统 分时系统
实时系统
6、批处理系统的特点 提高了资源利用率
用户不能直接干预作业的执行
7、分时系统的特点 允许多个用户同时与系统进行一系列交往 交互性和及时性
主要知识点
8、实时系统的特点 两种类型的实时系统 实时性和可靠性
9、操作系统的发展
微机操作系统：文件管理、输入/输出控制、命令的解释 网络操作系统：计算机系统之间的通信和资源共享 分布式操作系统：客户/服务器模式；统一性，透明性 嵌入式操作系统：微型化，实时性。是一个实时性的操作 系统
例1：允许多个用户以交互式使用计算机的操作系统称 为___________。分时系统
例2：从使用角度看，外围设备可分为___________设备 和___________设备。独占设备，共享设备 例3：进程通信是指___________。进程之间交换大量数 据
《操作系统概论》考试题型
4、简答题
考察内容：从资源管理的角度，考察资源管理的原理、 数据结构、算法的准确理解和记忆。
操作员接口：联机用户的操作控制命令；批处理系统的作 业控制语言
批处理系统：作业控制说明书
第2 章 进程管理
内容特点
处理器是计算机系统中最重要的硬件资源，在 多道程序设计技术的环境下，由于多个程序的运 行竞争CPU资源，使得程序的执行过程表现为断 断续续、走走停停，因此我们引入了一个新的概 念“进程”，来表示一个程序的一次执行过程。 进程是一个非常重要的概念，又是一个很抽象、 很难理解的概念，如果对进程的含义不能正确理 解的话，就很难理解本章的内容以及第六章内容。