操作系统第二章

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第二章 操作系统用户界面

第二章 操作系统用户界面
作业说明书包含:作业的基本描述、作业控 制描述和资源要求描述。体现用户的控制意 图。


图2.2 作业说明书的主要内容
2.2.3 一般用户的输入输出方式

联机输入输出方式
脱机输入输出方式 直接耦合方式



SPOOLING系统
网络联机方式

联机输入输出方式

用户和系统通过交互会话来输入作业。
外围设备直接和主机连接。由主机直接控制输入输 出;I/O与作业处理不能并行。降低了CPU效率 一台主机可以连接一台或多台外围设备。在单台设 备和主机相连接进行作业输入输出时,由于外围设 备的输入输出速度远远低于CPU处理速度,有可能 造成CPU资源的浪费。

联机作业控制的命令种类



环境设置 执行权限管理 系统管理 文件管理 编辑、编译、链接装配、执行命令 通信 资源要求
2.3 命令控制界面

现代操作系统,大都提供联机控制方式和批 处理方式。 批处理方式:指传统的作业控制语言编写的 作业说明书方式,也指那些把不同的交互命 令按一定格式组合后的命令文件方式。
陷阱处理机构、陷阱指令

必须为实现各种系统调用功能的子程序编造 入口地址表,每个入口地址都与相应的系统 子程序名对应。
由陷阱处理程序把陷阱指令中所包含的功能 号与该入口地址表中的有关项对应起来,从 而由系统调用功能号驱动有关系统子程序执 行。

陷阱处理机构、陷阱指令

在进入系统调用处理之前,陷阱处理机构要 保存处理机现场。在系统调用处理结束之后, 陷阱处理机构还要恢复处理机现场。
2.6 Linux与Windows的系统调用

2.6.1 Linux的系统调用

操作系统第二章PPT课件

操作系统第二章PPT课件

-
12
2.1.3 进程挂起
有挂起状态的进程转换图
创建 准许 就绪
激活 事件 发生
挂起
就绪 挂起
分派 超时
运行 准许
等待 事件
消失
(a) 带有一个挂起状态
创建
准许
准许
挂起
就绪, 挂起
事件 发生
阻塞 挂起
激活 挂起
激活
就绪
事件 发生 阻塞
分派 超时
运行
等待 事件
释放
-
消失
(b) 带有两个挂起状态
13
2.1.3 进程挂起
-
38
2.4.1 线程及其管理
2.线程的定义及特征
线程是进程内的一个相对独立的、可独立调度 和指派的执行单元。
线程具有以下性质:
• 线程是进程内的一个相对独立的可执行单元。
• 线程是操作系统中的基本调度单元 。
• 一个进程中至少应有一个线程 。
• 线程并不拥有资源,而是共享和使用包含它的 进程所拥有的所有资源。
• ③当运行中获取用户程序提出的某种请求后,OS可以 代用户程序产生进程以实现某种功能,使用户不必等 待。
• ④基于应用进程的需要,由已存在的进程产生另一个 进程,以便使新程序以并发运行方式完成特定任务。
-
5
2.1.1 进程产生和终止
2.进程终止 导致进程终止的事件大致有14种 :正常 结束 、超时限制 、内存不足 、超界 、 保护错误 、算术错误 、超越时限 、I/O 失败 、非法指令 、特权指令 、错误使 用数据 、操作员或OS干预 、父进程终 止 、父进程需要 。
-
27
2.3.1 执行模式
大多数处理器都至少支持两种执行模式, 一种是同操作系统有关的模式,另一种则 是同用户程序有关的模式。较低特权模式 称为用户模式。较高特权模式指系统模式、 控制模式或内核模式。内核是操作系统中 最核心功能的集合。

操作系统第二章总结

操作系统第二章总结

第二章
多道程序目的:是为了提高系统利用率和增强系统的处理能力。

程序的特点:1)执行并发性(独立程序轮流占用CPU,而且同时处于活动状态)
2) 相互制约性(A—>B,B—>A间接:A—>B—>C直接)
3)状态多变性
并发并行的区别:并发宏观上看同一时间内多个程序一起运行
微观上是多个程序轮流执行
并行:多个程序真正在同一时间内一起运行
进程的定义:指一个程序在给定数据集合上的一次执行过程,是系统进行资源分配和运行调度的一次独立单位
※进程与程序的关系:进程是执行过程,程序是进程的基础;
进程是动态的过程,程序是静态的;
不同进程可以执行同一程序;
进程有生命周期;
进程有并发性;
进程间会相互制约
系统进程与用户进程的区别:1)系统的相互关系由操作系统负责协调,用户则由用户自己
2)系统进程可以管理软,硬件的资源,但用户对某种资源需向系统申请
3)系统优先级高
4)系统进程运行在核心态,用户进程运行在用户态
※进程的状态和状态变迁:创建,运行,就绪,阻塞,撤销
就绪/挂起(进程在外存)阻塞/挂起(进程在外存)
进程控制块PCB:进程的唯一标识标识信息
现场保护区信息
调度信息
管理信息
原语:进程的创建和撤销,进程的阻塞与唤醒,进程的挂起与激活
线程:指进程中实施处理机调度和分配的基本单位
线程优点:1)线程在进程内共享程序和资源,无需进行资源分配。

2)同一进程中的不同线程的切换是在其地址中进行的
3)线程可以在进程中访问该进程的所有资源,不用进行切换
4)同进程的线程可以相互共享资源,不用通过系统内核。

第二章 操作系统

第二章 操作系统



进程通信 进程之间的联系称之为进程通信,用通信原语进行描述。进程 间的基本关系是同步和互斥两种。同步反映了进程间的合作关 系,同步的例子是一个进程需要以另一个进程的输出作为自己 的输入。互斥反映了进程间的竞争关系,互斥的例子是两个进 程可能同时使用同一资源。
死锁 当两个或两个以上的进程因争用系统资源而无休止地互相等待 时,就发生进程死锁,这是系统的一种出错状态,应采取预防 措施避免出现死锁现象。 预防死锁的方法有:静态预先分配所有资源法、有序资源分配 法和受控资源分配法。






网络操作系统(Network operating system):运 行在局域网上的操作系统。目前,常用的网络操 作系统有NetWare和Windows NT等。 分布式操作系统(Distributed operating system): 通过网络将物理上分布的具有自治功能的计算机 系统或数据处理系统互连,实现信息交换和资源 共享,协同完成任务。 单用户操作系统(Single-user operating system):按同时管理的作业数,单用户操作系 统可分为单用户单任务操作系统和单用户多任务 操作系统。单用户单任务操作系统只能同时管理 一个作业运行,CPU运行效率低,如DOS;单用 户多任务操作系统允许多个程序或作业同时存在 和运行。
操作系统的组成


进程管理
进程是是程序的一次执行过程,是系统进行资源分配和调度的 独立单位。 进程与程序具有不同的属性,概括如下: 程序是指令的集合,进程是指令的执行; 程序是静态的概念,进程是动态的概念; 程序存储需要介质,进程执行需要处理机; 程序是永存的,进程的生命是有限的。 进程由三部分组成:进程控制块、程序和数据的集合。

操作系统课件 第2章 进程

操作系统课件 第2章 进程

第二章 进 程 管 理
对于具有下述四条语句的程序段: S1: a∶=x+2 S2: b∶=y+4 S3: c∶=a+b S4: d∶=c+b 请画出前趋关系图。
S1 S3 S2 S4
第二章 进 程 管 理
2.2 程序并发执行时的特征
1) 间断性 相互制约性)-后面的模块等待前面的模块 间断性(相互制约性 - 相互制约性 传来的结果,然后才执行(如打印模块等待 计算模块完成)。走走停停。 2) 失去封闭性 :多个程序共享系统中的各种资源, 因而这些资源的状态将由多个程序来改变, 致使程序的运行已失去了封闭性。 结果是一个程序运行时会受到另一个程序的 结果是 影响。 3) 不可再现性 :程序在并发执行时,由于失去了封 闭性,也将导致失去其可再现性
第二பைடு நூலகம் 进 程 管 理
新进程
接纳
就绪 时间片完 I/O完成 进程调度
阻塞 I/O请求
执行
完成
结束
图 2-5 进程的三种基本状态及其转换
(教材讲5种)
第二章 进 程 管 理
作业调度
作业后备队列
阻塞队列
外存
进程就绪队列
一些 阻塞队列
内存
处理器 (CPU)
第二章 进 程 管 理
3.7五状态 五状态进程模型 五状态
第二章 进 程 管 理
3.4进程与程序的区别 进程与程序的区别
程序是静态的, 1)程序是静态的 进程是动态的; 是根本区别) 1)程序是静态的,进程是动态的;(是根本区别) 程序是有序代码的集合;进程是程序的执行。 程序是有序代码的集合;进程是程序的执行。 2)进程和程序不是一一对应的 2)进程和程序不是一一对应的 ; • 一个程序可对应多个进程 即多个进程可执行同一程序 ; 一个程序可对应多个进程,即多个进程可执行同一程序 • 一个进程可以执行一个或几个程序 3)进程是暂时的 程序的永久的:进程是一个状态变化的过程, 进程是暂时的, 3)进程是暂时的,程序的永久的:进程是一个状态变化的过程, 程序可长久保存。 程序可长久保存。 4)进程与程序的组成不同 进程的组成包括程序、 进程与程序的组成不同: 4)进程与程序的组成不同:进程的组成包括程序、数据和进程 控制块(即进程状态信息)。 控制块(即进程状态信息)。 5)进程具有创建其他进程的功能 而程序没有。 进程具有创建其他进程的功能, 5)进程具有创建其他进程的功能,而程序没有。

第二章Windows操作系统

第二章Windows操作系统
3、建立快捷方式
单击“开始”按钮——找到要创建的快捷菜 单——按住CTRL键——按住鼠标左键——拖动到桌 面上的空白区域即可。
程 序 组
日 期 时 间 属 性
请大家跟我做:
修改或查找日期:
单击“月份”右边的箭头——选择你要的月份——单 击“年份”右边的箭头——选择你需要的年份——单 击确定。时间和日期就设置好了。




窗口是

Windows 集成环境

的一块矩

形工作区







Ctrl+目标








Shift+目标
若将当前文件夹中的所有文件全部选定,可用 下述方法实现。

方法一:按组合键Ctrl+A,即可选定所有文
选 件。 方法二:在“我的电脑”或“资源管理器”
文 窗口中,单击“编辑”菜单,选其中的“全部选定”
上机练习二:
内容: 1、打开资源管理器,浏览菜单。 2、适当调整资源管理器左右窗口的大小,隐 藏暂时不用的工具栏。 3、使用Windows资源管理器完成以下操作: (1)在D盘上创建一个名为XS的文件夹,再 在XS文件夹下创建两个并列的二级子文件夹, 其名为XS1和XS2。
(2)在D盘中任选3个不连续文件,将它 们复制到D:\XS文件夹中。再在D盘中任 选3个连续的文件复制到D:\XS\XS1文件夹 中。
删除和恢复文件或文件夹
删除操作 方法一:选定文件或文件夹→单击“文件”中 的“删除”,即可将选定的文件或文件夹删除。 方法二:选定文件或文件夹→右键单击→单击 快捷菜单中的“删除”,即可将选定的文件或文件夹 删除。 方法三:选定文件或文件夹→按键盘上的Delete 键即可。

第2章 操作系统知识

第2章  操作系统知识

第二章操作系统1、操作系统的主要功能包括哪些?答:操作系统的主要功能包括:处理器管理(处理中断事件、处理器调度)、存储管理(存储分配、存储共享、存储保护、存储扩充)、设备管理、文件管理、作业管理、网络和通信管理。

2、试比较批处理和分时操作系统的不同点?答:批处理操作系统的主要特征:用户脱机工作、成批处理作业、多道程序运行、作业周转时间长;分时操作系统的主要特征:同时性、独立性、及时性、交互性。

3、进程最基本的状态有哪些?哪些事件可能引起不同状态之间的转换?答:(1)进程最基本的状态:运行态、就绪态、等待态。

(2)当进程被选中时,就绪态变为运行态;当进程遇到中断时,运行态变为等待态;当等待事件结束时,等待态变为就绪态;当进程即将运行时遇到外部事件的响应,进程由运行态变为就绪态。

4、试说明进程的互斥和同步两个概念之间的区别?答:进程的互斥和同步两个概念之间的区别:主要是进程对于资源的使用是出于竞争还是协作的关系。

5、什么是临界区和临界资源?对临界区管理的基本原则是什么?答:(1)临界区:每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区。

进程对临界区的访问必须互斥,每次只允许一个进程进去临界区,其他进程等待。

(2)临界资源:指每次只允许一个进程访问的资源,分硬件临界资源、软件临界资源。

(3)临界区管理的基本原则是:①如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入。

②任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。

如已有进程进入自己的临界区,则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。

③进入临界区的进程要在有限时间内退出,以便其它进程能及时进入自己的临界区。

④如果进程不能进入自己的临界区,则应让出CPU,避免进程出现“忙等”现象。

6、试比较分页式存储管理和分段式存储管理?答:页和分段系统有许多相似之处,但在概念上两者完全不同,主要表现在:(1)页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率;或者说,分页仅仅是由于系统管理的需要,而不是用户的需要。

操作系统原理教程第2章

操作系统原理教程第2章

超线程的工作
– 超线程处理器被视为两个分离的逻辑处理器,应用程序
不须修正就可使用这两个逻辑处理器. – 每个逻辑处理器都可独立响应中断.第一个逻辑处理器 可追踪一个软件线程,而第二个逻辑处理器则可同时追 踪另一个软件线程. – 由于两个线程共同使用同样的执行资源,因此不会产生 一个线程执行的同时,另一个线程闲置的状况.
要进行合理的控制和协调才能正确执行
资源共享关系 相互合作关系
进程的同步与互斥
进程同步与互斥的概念 进程同步机制应遵循的原则 利用锁机制实现同步
进程同步与互斥的概念
临界资源
– 在系统中有许多硬件或软件资源,在一段时间内只允许一个进程访
问或使用,这种资源称为临界资源.
临界区
– 每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
信号量的操作
(1)P操作:记为P(S),描述为:
– – – – – – – –
P(S) { S=S-1; if (S<0) W(S); } V(S) { S=S+1; if (S<=0) R(S); }
(2)V操作:记为V(S),描述为:
利用PV操作实现互斥 利用PV操作实现互斥
概念:
– 互斥信号量是根据临界资源的类型设置的.有几种
进程的定义
– 一个程序在一个数据集合上的一次运行过程.所以
一个程序在不同数据集合上运行,乃至一个程序在 同样数据集合上的多次运行都是不同的进程.
进程的特征
– – – – –
动态性 并发性 独立性 异步性 结构性
进程的状态
进程的三种基本状态 进程的其它两种状态 进程状态间的转换
进程的三种基本状态
就绪状态
– 【例2-5】有4位哲学家围着一个圆桌在思考和进餐,

操作系统第二章

操作系统第二章

当一进程所期待的某一事件尚未出现时,该进 程调用阻塞原语把自己阻塞起来,阻塞原语的 操作过程如下:由于进程正处于运行状态,故 应中断处理机,把CPU状态保护到PCB中, 停 止运行该进程。然后把“活跃阻塞”赋予该进 程,并把它插入到该事件的等待队列中,再从 活跃就绪队列中按一定算法选取一进程投入运 行。
进程控制是OS内核实现的。
2.3.1 内核
一、操作系统的层次结构
2.3
进 程 控 制
1、引入:方便设计与维护,将操作系统分为不同层次,
将操作系统的功能设臵在不同的层次中。 2、原则: 按调用关系分层,只有外层能调用内层; 与硬件关系密切的放在最里层;例如进程调度; 与用户关系密切的放在最外层;
2.2.1
进程的定义和特征
一、引入:为描述并发下程序的执行情况
2.2
进 程 的 描 述
二、定义:进程是程序的一次执行过程,是系统进行 资源分配和处理机调度的一个独立单位。 三、特征:
动态性 并发性 独立性 异步性
结构特性:进程=程序段+数据段+PCB
2.2.1
进程的定义和特征
四、进程和程序的区别与联系
1、就绪状态(ready):等处理机 2、执行状态(running):用处理机 3、阻塞状态(blocked):等事件
2.2.2
进程状态及其演变
时间片完
二、基本状态演变图
2.2
进 程 的 描 述
创建
就绪 调度 事件发生 (I/O完成) 阻塞
运行
完成 撤消
等事件 (I/O请求)
2.2.2
1、引入
进程状态及其演变
2.3.1 内核
二、内核:
2.3
进 程 控 制

操作系统原理第二章进程管理

操作系统原理第二章进程管理

2.1 前趋图和程序执行
例:有7个结点的前趋图。
P = { P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7 } → = {(P1,P2),(P1,P3),(P1,P4), (P2,P5),
(P3,P5),(P4,P6),(P5,P7),(P6,P7)}
2
1 3
4
5
7 6
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的顺序执行
打印三项操作。其程序段并发执行的前趋图:
I1 → I2 → I3 → I4 →
↘↘↘↘
C1 → C2 → C3 → C4 →
↘↘↘↘
P1 → P2 → P3 → P4 →
2.1 前趋图和程序执行
例2.Begin integer N:=0;
Cobegin
Program A : begin
Program B : begin
void popaddr (top) { top --; r=*top; return (r) }
void pushaddr(blk) { *top = blk; top++;
}
先执行 popaddr 的top--,接着执行pushaddr的*top=blk
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序并发执行过程及条件 (Bernstein条件)
果必相同。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
➢ 程序执行环境
➢ 独立性,逻辑上是独立的。 ➢ 随机性:输入和执行开始时间都是随机的。 ➢ 资源共享:资源共享导致对进程执行速度
的制约。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
并发执行是指两个程序执行时间上是重叠 的。凡是能由一组并发程序完成的任务,都 能由相应的单个程序完成。 例1:有一批程序,而每个程序需输入,计算,

第二章(操作系统)

第二章(操作系统)

8
返回本节
2.1.3 Windows XP简介
Windows XP的三个版本
Windows XP Home Edition 适用于大多数的家庭和普通用户 Windows XP Professional 适用于商业用户和有一定专业水平的家庭用户 Windows XP 64位Edition 专满足技术性工作站用户的强烈要求而设计 怎样安装xp
第二章 Windows操作系统的使用
本章重点
操作系统的功能 Windows XP的基本操作 文件和文件夹的管理 回收站的使用 程序管理
计算机管理
1
2.1 操作系统的功能与用户界面
操作系统在资源使用者和资源之间充当中间人的角 色,它负责管理、调度、指挥计算机的软硬件资源,使 其协调工作。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
标三个部分,所有的操作都是从桌面开始。
开始菜单
任务栏
桌面图标
返回
12
2.1.4 Windows XP的桌面环境
任务栏
快速启动工具栏 窗口管理区 语言栏
开始按钮
系统提示区
任务一: 任务栏的设置
演示
13
2.1.4 Windows XP的桌面环境
开始菜单
用户帐户 系统工具和文 件管理工具列 表
常用程序列表
磁盘 用户
操作系统
内存
CPU
网络
程序
打印机
返回
2
2.1.1 操作系统的功能
处理器管理
处理器管理主要是对中央处理器(CPU)进行动态管理。 在多个程序运行时,所有的程序都是在处理器中运行得到结果 的,而现在大多的计算机都只有一块CPU,因此处理器管理实 际上是对处理器执行的“时间”管理,即如何将CPU真正合理 分配给每个任务。

操作系统第2章作业进程与线程

操作系统第2章作业进程与线程
cycle input,send end •计算(处理)模块C:
cycle receive,process,send end •输出模块P:
cycle receive,output end •然后使这三个程序模块并发执行。下图示: 程序并发执行时的前趋图:
•在该例中,存在以下前趋关系: •Ii→Ci, Ii→Ii+1, Ci→Pi, Ci→Ci+1 ,Pi→Pi+1 •而Ii+1,Ci及Pi-1是重叠的。亦即Ii+1,Ci以及Pi-1可 以并发执行。
④完成状态。 作业完成计算任务,结果由打印机
输出,最后由系统回收分配给它的全 部资源,准备退出系统时的作业状况。
2.2.2 作业描述 1.作业控制块JCB 为了管理和调度作业,系统为每个作 业设置了一个作业控制块JCB,它记录 该作业的有关信息。不同系统的JCB的 组成内容有所区别,下图给出了作业控 制块JCB的主要内容。
(1)作业调度 在多道程序设计系统中,系统可以同时
处理多个作业,系统要在许多作业中按一 定策略选取若干个作业,为它们分配必要 的资源,让它们能够同时执行,这就是作 业调度。被作业调度选中的作业在执行时 可共享系统资源。
2.1 作业管理 三、作业管理的基本功能
(2)作业控制 作业控制负责控制作业的输入、执行、
问题1:一个进程只有这两种状态吗?
一个进程的等待状态可以分为两种, 一种是等待CPU,叫就绪态,另一种 是等待I/O,叫阻塞态。
进程基本状态模型(三态模型)
(1)运行态(Running)
运行状态是指当前进程已分配到
CPU,它的程序正在处理机上执行时
的状态。处于这种状态的进程个数不
能大于CPU的数目。 运行 状态

操作系统教程第2章复习

操作系统教程第2章复习

S3
(a) 程序的顺序执行
(b) 三条语句的顺序执行
图 2-1
程序的顺序执行
第二章 进 程 管 理 2. 程序顺序执行时的特征 (1) 顺序性:处理机的操作严格按照程序所规定的顺序 执行,即每一操作必须在上一个操作结束之后开始。 (2) 封闭性:程序是在封闭的环境下执行的,即程序运 行时独占全机资源,资源的状态(除初始状态外)只有本程序 才能改变它。程序一旦开始执行,其执行结果不受外界因素 影响。 (3) 可再现性:只要程序执行时的环境和初始条件相同, 当程序重复执行时,不论它是从头到尾不停顿地执行,还是 “停停走走”地执行,都将获得相同的结果。 程序顺序执行时的特性,为程序员检测和校正程序的错 误带来了很大的方便。
第二章 进 程 管 理
2.1.2.前趋图
• 为了描述一个程序的各部分(程序段 或语句)间的依赖关系,或者是一个 大的计算的各个子任务间的因果关 系,我们常常采用前趋图方式。
图2-2 九个结点的前趋图
第二章 进 程 管 理
前趋图(续)
• P1为初始结点,P9为终止结点每个结点 还具有一个重量。 • 该前趋图,存在下面的前趋关系: P1→P2 , P1→P3 , P1→P4 , P2→P5 , P3→P5 , P4→P6 , P4→P7 , P5→P8 , P6→P8,P7→P9,P8→P9;或表示为: • P ={P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9} ={(P1,P2),(P1,P3),(P1,P4), (P2,P5),(P3,P5),(P4,P6), (P4,P7),(P5,P8),(P6,P8), (P7,P9),(P8,P9)}
第二章 进 程 管 理 或者说,OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和 管理的。例如,当OS要调度某进程执行时,要从该进程的 PCB中查出其现行状态及优先级;在调度到某进程后,要根据 其PCB中所保存的处理机状态信息,设置该进程恢复运行的现 场,并根据其PCB中的程序和数据的内存始址,找到其程序和 数据; 进程在执行过程中,当需要和与之合作的进程实现同 步、通信或访问文件时,也都需要访问PCB;当进程由于某种 原因而暂停执行时,又须将其断点的处理机环境保存在PCB中。 可见,在进程的整个生命期中,系统总是通过PCB对进程进行 控制的,亦即,系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而 感知到该进程的存在的。所以说,PCB是进程存在的惟一标志。

第2章计算机操作系统PPT课件

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。

第二章. dos

第二章. dos

现在大多数的个人计算机操作系统是单用户多任务操作系统,允许多个程
序和多个作业同时存在和运行。常用的操作系统中,Windows 3.X是基于图形界 面的16位单用户多任务操作系统;Windows 95和Windows 98 是32位单用户多任
务操作系统。
2、 多用户操作系统 多用户多任务操作系统的典型代表有UNIX、Windows NT 等。这类操作系 统支持多个用户通过不同终端共享一台计算机,并且支持每个用户同时运行多个 程序,因此广泛应用于银行结算系统、民航订票系统等。
1. 启动的含义 所谓DOS的启动,就是将系统盘中的DOS 核心程序装入内存,由DOS接管 对微机软、硬件资源的控制权,是微机系统处于等待用户输入命令的状态。DOS 启动成功的标志是在屏幕上出现DOS提示符A:\>或C:\> 2. 启动的途径 根据启动DOS时装入内存的DOS 系统文件取自软盘(A盘)还是取自硬盘 (C盘),分别称为软盘启动和硬盘启动。 3. 启动DOS的方式 启动DOS的方式通常分为冷启动和热启动,如果某些微机的主机箱上有复位 按钮,还可以用复位启动。一般在刚开机时用冷启动,在开机后遇到系统死机或 改变系统配置是用热启动或复位启动。
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2.1.3 操作系统的分类
3.批处理操作系统: 批处理操作系统是以作业为处理对象, 连续处理在计算机系统运行的作业流。这类操作系统的特点是:作 业的运行完全由系统自动控制,系统的吞吐量大,资源的利用率高。 4. 分时操作系统: 分时操作系统使多个用户同时在各自的终端 上联机的使用同一台计算机,CPU按优先级分配各个终端的时间片, 轮流为各个终端服务,对用户而言,有“独占”这一台计算机的感 觉。分时操作系统侧重于及时性和交互性,使用户的请求尽量能在 较短的时间内得到响应。常用的分时系统有:UNIX、VMS等。 5.实时操作系统: 实时操作系统使对随机发生的外部事件在限 定的时间范围内做出响应并对其进行处理的系统,外部事件一般指 来自于计算机系统相关联的设备的服务要求和数据采集。实时操作 系统广泛用于工业生产过程的控制和事物数据处理中,常用的系统 有RDOS等。

操作系统课件第二章

操作系统课件第二章


4.设备管理系统调用

申请设备、释放设备、设备I/O和重定向、获得和设置 设备属性、逻辑上连接和释放设备。 申请内存和释放内存;虚拟存储器的管理。
建立和断开通信连接、发送和接收消息、传送状态信 息、联接和断开远程设备。

5.内存管理系统调用

6.信息维护系统调用

2.3.2 系统调用的实现
在操作系统中,实现系统调用功能的机制
作系统的必要部分装入内存并使系统运行, 最终使系统处于命令接收状态 。 系统引导分为3个阶段。



①初始引导:把系统核心装入内存中的指定位 置,并在指定地址启动。 ②核心初始化:执行系统核心的初启子程序, 初始化系统核心数据。 ③系统初始化:为用户使用系统做准备。
(1)初始引导
初始引导也叫自举。自举的含义是操作系
(3)删除子目录命令
(4)显示目录结构命令
(5)改变当前目录命令

5.其他命令 (1)输入/输出重定向命令


如果在命令中设置输出重定向“>”符,其后接文件 名或设备名,表示将命令的输出改向,送到指定文件 或设备上。 类似地,若在命令中设置输入重定向“<”符,则不 再是从键盘而是从重定向符左边参数所指定的文件或 设备上,取得输入信息。

图2-1 作业处理的4个步骤

编辑(修改):建立一个新文件,或对 已有的文件中的错误进行修改。 ② 编译:将源程序翻译成目标代码。完成 这一步工作需要有相应语言的编译器。 ③ 连接:将主程序和其他所需要的子程序 和例行程序连接装配在一起,使之成为一 个可执行的、完整的内存映像文件。 ④ 运行:将内存映像文件调入内存,并启 动运行,最后得出计算结果。

专升本操作系统 第二章 用户与操作系统接口

专升本操作系统 第二章  用户与操作系统接口
创建和终止进程. 等待子进程结束.获得和设置进程属性. 创建和终止进程. 等待子进程结束.获得和设置进程属性. 执行一个可执行文件(覆盖调用者).进程暂停. ).进程暂停 执行一个可执行文件(覆盖调用者).进程暂停.
2)进程通讯类系统调用: 进程通讯类系统调用:
消息传递方式:打开连接/接收连接,发送/接收消息; 消息传递方式:打开连接/接收连接,发送/接收消息; 共享存储区方式:建立存储区,建立连接, 共享存储区方式:建立存储区,建立连接,读/写存储区
2·1 作业组织和控制
对于一个作业, 对于一个作业,一般系统要进行以下几 项工作: 项工作: 1、编辑 、 2、 2、编译 3、装入 、 4、运行 、 各个作业步都是相关的
2·1 作业组织和控制
作业类型: 4)作业类型:
脱机作业:也称为批量型操作 批量型操作, 脱机作业:也称为批量型操作,在一 次业务处理过程中, 次业务处理过程中,从输入程序和数据 到输出结果的全过程。 到输出结果的全过程。
2·2 系统调用
系统调用是操作系统提供给软件开发人员的唯 一接口,开发人员可利用它使用系统功能。OS核心 一接口,开发人员可利用它使用系统功能。OS核心 中都有一组实现系统功能的过程(子程序), ),系统 中都有一组实现系统功能的过程(子程序),系统 调用就是对上述过程的调用。 调用就是对上述过程的调用。 1、系统调用的基本概念 算态与管态】 【算态与管态】 计算机系统中的程序可分为系统程序与用户程 序两类。处理器运行系统程序的状态称为管态、 序两类。处理器运行系统程序的状态称为管态、特 权状态或系统状态;运行用户程序的状态为算态、 权状态或系统状态;运行用户程序的状态为算态、 目态或用户态。通常在程序的状态字中设置。 目态或用户态。通常在程序的状态字中设置。

操作系统用户界面第2章

操作系统用户界面第2章
第1章 学习小结
操作系统概念、地位与作用 操作系统的基本类型及其特点 多道程序设计及其特点 现代操作系统的主要功能 现代操作系统的基本特征

第2章 操作系统用户界面
本章主要从用户使用和系统管理两方面出 发, 讨论操作系统为用户提供的编程接口和 命令控制接口。 首先讨论操作系统的命令控制接口及与其 相关的作业控制和管理概念,然后介绍系统 调用与编程接口,最后介绍操作系统用户界 面示例。
系统调用接口
系统调用与一般过程调用的比较
不同点: 嵌套或递归调用:对系统调用,一般不允许在 同一个进程中发生嵌套或递归(不同进程可以重 入同一个系统调用)。 进入方式不同:利用int或trap指令进行系统调 用;利用call 或 jmp 指令进入普通的过程调用。
系统调用接口
系统调用与一般过程调用的比较
作业的建立
作业输入方式
3)SPOOLING系统 SPOOLING(Simultaneous Peripheral Operations On-Line),即同时的外围设备 联机操作,也称假脱机。 其工作原理如图2.4所示。
作业的建立
SPOOLING 结构
技术支持:通 道技术和中断 技术
作业的建立
作业的建立
作业输入方式
常分为三种,即联机输入方式、脱机输 入方式、SPOOLING系统。 1)联机输入方式 用户和系统通过交互会话来输入作业 外围设备直接和主机相机输入方式 称为预输入方式。为了解决单台设备联机 输入时的CPU浪费问题,利用辅机作为外 围处理机进行输入处理。 在辅机上,将作业输入到高速设备磁盘 或磁带上;再把磁盘与主机联机输入作业。
系统调用接口
系统调用的执行过程
系统调用接口
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第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
(Linux)
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
(Linux 文字)
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
(Linux 图形)
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
Windows图形用户接口
图标
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
一个作业的全部程序和数据输入到外存且在 系统中建立了相应的作业控制块(job control
block——JCB);
包括:作业的输入、作业控制块的建立;
作业的输入:将作业的程序、数据和作业说 明书从输入设备输入到外存,并形成有关初 始信息; 必须有外部启动信号通知系统调用相应的输 入管理程序——决定了作业的输入方式。
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
联机输入方式:外围设备和主机直接连接, 又称预输入方式
输入设备 I/O 适 配 器
CPU
外存
单台设备和主机连接时,I/O与作业处理不能并行; 降低了CPU效率 ; 多台外设同时联机输入——SPOOLING系统。
第二章 用户接口与作业管理
I/O设备 低档个人机
┊ ┊
I/O设备 低档个人机
┊ ┊ ┊ ┊
公用存储器
主机
特点
保留了脱机方式快速的优点,克服了其人工干预的缺点; 需要大容量公用存储器和多台低档机,成本高。
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
SPOOLING系统:假脱机(Simultaneously Peripheral Operation On Line-同时外围设备 联机操作)
2.1.2 程序的结束
正常结束:程序按自身的逻辑有效地 完成预定功能后结束
返回父程序并回送结果信息 释放所用资源(空间、设备),记录使 用情况,记帐等
异常结束:发生了某些错误而导致程 序在没有完成预定功能时提前结束
第二章 用户接口与作业管理
2.2 作业(JOB)的基本概念
2.2.1 作业(从用户角度)
资源要求:用户向系统申请资源。
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
操作级接口(命令接口)提供给用户直接在键盘 终端上交互式地使用,程序级接口提供给用户在 编程时使用。
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
图形用户接口( GUI, GRAPHIC USER INTERFACE )
在命令行方式下,用户与操作系统的交互要 求用户记忆命令格式。在图形用户接口方式 下,用户可利用鼠标对屏幕上的图标进行操 作,完成与操作系统的交互,从而减少记忆 内容,方便用户使用。它的技术基础是高分 辩显示器和鼠标。
编程过程
目标程序段 目标程序 执行 输出
编程 输入
调试
编译
链接
在一次应用业务处理过程中,从输入开始到输出结束, 用户要求计算机所作的有关该次业务处理的全部工作 称为一个作业。 作业步:在一个作业的处理过程中,计算机所作的相 对独立的工作。作业由不同顺序的作业步组成。
第二章 用户接口与作业管理
2.2 作业(JOB)的基本概念
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
操作级接口——为用户提供各种命令
脱机方式:用户通过 dir JCL编写作业控制程 序提交给系统,系统执行过程中用户无法 干预(批处理); 联机方式:系统为用户提供操作命令,用 户通过命令与系统对话,控制程序执行和 管理计算机系统(用户直接参与控制作业 g: 执行); cd dm
系统把作业处理的全过程划分为相对独立的三个 部分--输入流、处理流和输出流 spooling-in/spooling-out进程:控制输入/输出,包 括输入程序模块、输出程序模块、作业调度程序
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
SPOOLING系统
输入装置 外 存 通 道 输入装置 输入井 输出井 通 道 输出装置 输出装置
Execlp() Execvp()
第二章 用户接口与作业管理
2.1 程序的启动和结束
2.1.1 程序的启动
第三种方式: EXEC方式
“父”程序执行exec调用 操作系统实现exec的装入(建立进程)、 启动(或转调度子程序或返回)
“子”程序执行 执行完毕
回到操作系统,进行子程序结果处理 工作,并将结果信息返回“父”程序 “父”程序继续执行
2.2.1 作业(从系统角度)
作业= 程序+数据(作业体)+作业说明书(作 业控制语言); 在批处理系统中,作业是抢占内存的基本单位, 即以作业为单位将程序和数据调入内存。
第二章 用户接口与作业管理
2.2 作业(JOB)的基本概念
2.2.2 作业组织
作业=程序+数据+作业说明书
作业说明书 体现用户的控制意图 包括作业基本情况、作业控制、作业资源要求的描述
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
联机输入方式 脱机输入方式
直接耦合方式
Spooling方式 网络输入方式
第二பைடு நூலகம் 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.2 JCB的建立
JCB是在作业建立时系统根据作业说明书建立的; 在运行过程中,JCB是系统对作业进行管理的必要信息。
命令提示符:c>,$,%
命令解释程序
(根目录下) SHELL (BSH,CSH,KSH…) Windows:窗口菜单显示和鼠标操作
第二章 用户接口与作业管理
2.1 程序的启动和结束
2.1.1 程序的启动
第一种方式:命令方式
开机 命令提示符出现 回车 程序首指令执行 程序尾指令执行 输入命令
输 出 程 序 输 出 井
进程 调度
就绪 等待
输出设备
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
SPOOLING系统工作原理
作业执行前用慢速设备将作业预先输入到后援存储器(如磁盘、 磁鼓,称为输入井)中,称为预输入 作业运行后,使用数据时,从输入井中取出 作业执行不必直接启动外设输出数据,只需将这些数据写入输出 井中 作业全部运行完毕,再由外设输出全部数据和信息,称为缓输出
卡片:程序、数据、作业说明书
第二章 用户接口与作业管理
卡 片 阅 读 机 磁带机
输入设备
人工传输
IBM 1401 星
卫 机
输出磁带
磁盘 人工完成
IBM 7094
主 机
磁带机
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
直接耦合方式:将主机和外围低档机通过一个公用的 大容量外存直接耦合
实现了对作业输入、组织调度和输出的统一管理 使外设在CPU直接控制下,与CPU并行工作(假脱机)
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
网络输入方式:当用户需要在计算机网络中某 一台主机上输入的信息传送到同一网络中的另 一台主机上进行操作或执行时,即构成网络输 入方式。
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
图形用户接口( GUI, GRAPHIC USER INTERFACE )
窗口是屏幕上的一块矩形区域,应用程序通过窗口向 用户展示系统所提供的各种服务及其需要用户输入的 信息。窗口界面上有标题条、控制菜单框、菜单栏、 滚动条、控制按钮等; 图标是代表一个应用程序的特殊的最小位图,也是最 小化的窗口,通过对图标的操作可以激活相应的程序 或启动应用程序,包括:应用程序图标、组图标、应 用程序项图标。
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
操作级接口——联机控制方式的命令种类
环境设置:改变终端用户所在位置、执行路径等;
执行权限管理:控制用户访问系统和操作文件的权限;
系统管理:系统维护、开机关机、增加或减少终端用户、 计时收费等;
文件管理:管理和控制终端用户的文件;
编辑、编译、链接装配和执行编辑命令; 通信:主机远程终端、主机主机;
下一个命令提示符出现 (在前一个命令提示符的下一行首)
第二章 用户接口与作业管理
2.1 程序的启动和结束
2.1.1 程序的启动
第二种方式:批处理方式
例子:启动中文环境需要多条命令
装入字库 启动主程序 装入汉字输入法
AUTOEXEC.BAT
第二章 用户接口与作业管理
2.1 程序的启动和结束
2.1.1 程序的启动
作业基本情况:用户名、作业名、编程语言、最大处理时间等 作业控制描述:作业控制方式、作业步的操作顺序、作业执行 出错处理 作业资源要求描述:处理时间、优先级、内存空间、外设类型 和数量等
它由作业控制语言编写
第二章 用户接口与作业管理
2.2 作业(JOB)的基本概念
2.2.2 作业组织
作业控制语言
用户用于描述批处理作业处理过程控制意图的一种特 殊程序 书写作业说明书的语言称为作业控制语言(JCL) 例如:批处理文件或shell
作业名 估计执行时间 优先数(用于调度) 作业说明书文件名 程序类型(需调用的系统程序) 资源要求(静态,或中间可以随作业步变化) 作业状态(提交、后备、执行、完成)
作业的建立过程,包括作业的输入和作业JCB的建立
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
void main() 程序级接口——系统为用户在程序一级提供有关 { int i; 服务而设置,由一组系统调用命令组成 if ( fork() == 0 ) 负责管理和控制运行的程序 { for ( i = 1; i <1000; i ++ ) printf("This is child process\n"); 在这些程序与系统控制的资源和提供的服务 } 间实现交互作用 else { for ( i = 1; i <1000; i ++ ) 用汇编语言:在程序中直接用系统调用命令 printf("This is parent process\n"); 用高级语言:可在编程时使用过程调用语句 } }
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