操作系统基础知识幻灯片PPT
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操作系统基础知识幻灯片PPT
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概念
操作系统OS(Operation System)是计算机系 统中重要系统软件，其功能是管理和控制计 算机软件和硬件资源，使计算机各部分协调 工作；合理组织计算机工作流程，为用户使 用计算机提供友好的人机接口，方便用户使 用计算机系统。
14
2. 分时操作系统
分时操作系统(Time-Sharing Operating System)的 特征是多路性、交互性、独占性和及时性。
硬件层 分时操作系统
终端1 终端2 …... 终端n
每个终端连独接立多使个用终自端己的时间片
15
3. 实时系统
特征是实时性、高可靠性。实时性是指计算机能 及时响应外部事件请求，在规定时间内完成事件 的处理任务。在此种系统中，软硬件任何故障都 可能给系统带来严重后果。因此实时系统更加注 重稳定性和可靠性。
将纸带装入纸带输入机 启动纸带输入机
将程序和数据读入计算机
计算机处理作业后 用户拿走打印结果
4
特点:
用户独占全机 CPU等待人工操作 独占性 串行性
缺点:
计算机的有效机时 严重浪费
效率低
为了解决人机矛盾,20世纪50年代末出现了脱机 输入输出技术。在主机与输入输出设备之间设一台 外围控制机，由它完成输入输出任务。
效利用； CPU管理：多个作业交替运行，需要合理安排处
理机时间；作业即用户要求计算机系统为其完成的 内存管理：为信每息道处程理任序务分的配集必合要。的内存空间； I/O设备管理：为多道程序分配输入输出设备。
9
3. 操作系统的完善
为了满足用户需求，实现人机交互，必须改变批 处理系统中作业处理方式。基本思想是：将CPU 时间分成若干个时间片，在一个时间片运行一个 作业，在下一个时间片运行另一个作业，在短时 间内所有作业都能得到轮流执行。从整体上看每 个作业都在运行，用户请求可以得到及时响应， 这就是计算机的分时操作系统。分时系统的出现 标志着操作系统进入完善阶段。
3. UNIX操作系统家族
UNIX操作系统是一个通用的、交互式分时网络 操作系统。
4. Linux操作系统
Linux是芬兰籍科学家Linus Torvalds于1991年编写 的一种操作系统，具有UNIX的全部功能。 优点：源代码开放,免费；系统稳定可靠；速度快， 效率高；功能完善；具有网络支持优势等。
2
第一节 操作系统简介
计算机系统层次结构可以分为四部分:硬件、操
作系统、其他系统程序和应用程序。硬件是所有 软件运行的物质基础；操作系统位于硬件之上， 是与硬件关系最密切的系统软件，是对硬件功能 的首次扩充。
计算机系统的 层次结构:
应用程序 其他系统程序
操作系统 裸机 硬件
3
3.1.1 操作系统发展历程
13
3.1.3 操作系统分类
1. 批处理系统(Batch Processing)
主要特征是多道性、成批性。多道性是指在内存 中可同时驻留多道程序，并允许它们并发执行， 有效地提高系统资源利用率和吞吐量。成批性是 指作业成批进入系统，成批处理。
批处理系统缺点是缺乏人机交互性，因此这种操 作系统适用于成熟程序，尤其是运行时间长，数 据运算量大的程序。
10
3.1.2 常见操作系统简介
1. DOS操作系统
DOS是磁盘操作系统(Disk Operation System)，是 一种单用户、单任务的微型机操作系统。
DOS主要功能是命令处理、文件管理和设备管理。 它采用汇编语言编写, 系统开销小,运行效率高, 但 资源管理功能简单,字符型用户界面, 操作不太方 便。随着Microsoft图形用户界面操作系统Windows 的逐步实用化, 人们逐渐地放弃了DOS。
5
2.批处理阶段
单道批处理系统
用 户 作业 读卡机
结 打印机 果
外围控制机
在磁带上选择一个 作业进入内存处理
输入磁带 输出磁带
监
督 程
主机
序
操作系统的萌芽
以脱机方式成批 装入磁带的作业
6
假脱机技术
通道也称为输入输出(I/O)处理机，它可以与CPU 并行工作,专门用于控制输入输出设备。I/O处理机 输入输出结束时向CPU发出中断请求，CPU通过响 应中断获取I/O处理机状态。在CPU控制下, 作业输 入或输出数据由I/O处理机完成,I/O处理机取代了外 围控制机。这项技术被称为假脱机技术。通道和 中断技术的应用使CPU与I/O设备并行工作，避开 了CPU和I/O设备速度匹配问题，同时为分时操作 系统的诞生奠定了硬件基础。
实时操作系统可分为实时控制系统和实时信息处 理系统两大类。
16
4. 网络操作系统
网络操作系统(Network Operating System)基于计
算机网络。除具备普通操作系统所具备的功能外， 还具有网络管理模块、通信、安全和资源共享等 模块。
主机1 NOS1
主机2 NOS2
DOS3 主机3
打印机
7
多道批处理系统
批处理系统 + 多道程序设计技术
多道批处理操作系统
内存中有多个进程交替运行
作 业
输入机
后备队列
输入井
主机
作业1 作业2
：
作业n
算法
进程1 进程2
： 进程n
内存+ CPU
输出井
结果1 结果2
： 结果k
磁盘或磁鼓上的区域
输出机
结 果
8
为了使多道程序间能够协调工作，监督程序需要解 决下系列管理问题： 作业调度：合理调度作业，使系统中硬件资源有
11
2. Windows操作系统
从1985年11月到现在，Windows操作系统的优良 性能奠定了微软在操作系统上的垄断地位。
优点：
直观、易用的面向对象图形界面 用务
先进的内存管理
提供各种系统管理工具
内置的网络通信功能 出色的多媒体功能
12
17
5. 分布式操作系统
分布式操作系统(Distributed Operating System)是 网络操作主系机统1 的更高级形式，主它机建2 立在计算机网 络基础之D上OS，有效地解决了地D域OS分布很广的若干 台计算机之间资源共享、并行处理等问题。特征 是统统一一性性、共享性DO、S 可靠作实性业现和可处透迁理移机明至资性其源。他的主共机享上处理,
1.手工操作阶段
计算手工机操诞作生阶初段期根本没有用操户作用机系器统语。言编那写是程序一个 机器典码型时的代作,业人处们把这个时期称为“手工操作阶 段”。理顾步名骤思: 义,人们当时使将用程序计和算数机据通需过要手工大量的 人工控制，只有通晓计算机操硬作件记录的在专穿孔业纸人带员上 才能 使用计算机。
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概念
操作系统OS(Operation System)是计算机系 统中重要系统软件，其功能是管理和控制计 算机软件和硬件资源，使计算机各部分协调 工作；合理组织计算机工作流程，为用户使 用计算机提供友好的人机接口，方便用户使 用计算机系统。
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2. 分时操作系统
分时操作系统(Time-Sharing Operating System)的 特征是多路性、交互性、独占性和及时性。
硬件层 分时操作系统
终端1 终端2 …... 终端n
每个终端连独接立多使个用终自端己的时间片
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3. 实时系统
特征是实时性、高可靠性。实时性是指计算机能 及时响应外部事件请求，在规定时间内完成事件 的处理任务。在此种系统中，软硬件任何故障都 可能给系统带来严重后果。因此实时系统更加注 重稳定性和可靠性。
将纸带装入纸带输入机 启动纸带输入机
将程序和数据读入计算机
计算机处理作业后 用户拿走打印结果
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特点:
用户独占全机 CPU等待人工操作 独占性 串行性
缺点:
计算机的有效机时 严重浪费
效率低
为了解决人机矛盾,20世纪50年代末出现了脱机 输入输出技术。在主机与输入输出设备之间设一台 外围控制机，由它完成输入输出任务。
效利用； CPU管理：多个作业交替运行，需要合理安排处
理机时间；作业即用户要求计算机系统为其完成的 内存管理：为信每息道处程理任序务分的配集必合要。的内存空间； I/O设备管理：为多道程序分配输入输出设备。
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3. 操作系统的完善
为了满足用户需求，实现人机交互，必须改变批 处理系统中作业处理方式。基本思想是：将CPU 时间分成若干个时间片，在一个时间片运行一个 作业，在下一个时间片运行另一个作业，在短时 间内所有作业都能得到轮流执行。从整体上看每 个作业都在运行，用户请求可以得到及时响应， 这就是计算机的分时操作系统。分时系统的出现 标志着操作系统进入完善阶段。
3. UNIX操作系统家族
UNIX操作系统是一个通用的、交互式分时网络 操作系统。
4. Linux操作系统
Linux是芬兰籍科学家Linus Torvalds于1991年编写 的一种操作系统，具有UNIX的全部功能。 优点：源代码开放,免费；系统稳定可靠；速度快， 效率高；功能完善；具有网络支持优势等。
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第一节 操作系统简介
计算机系统层次结构可以分为四部分:硬件、操
作系统、其他系统程序和应用程序。硬件是所有 软件运行的物质基础；操作系统位于硬件之上， 是与硬件关系最密切的系统软件，是对硬件功能 的首次扩充。
计算机系统的 层次结构:
应用程序 其他系统程序
操作系统 裸机 硬件
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3.1.1 操作系统发展历程
13
3.1.3 操作系统分类
1. 批处理系统(Batch Processing)
主要特征是多道性、成批性。多道性是指在内存 中可同时驻留多道程序，并允许它们并发执行， 有效地提高系统资源利用率和吞吐量。成批性是 指作业成批进入系统，成批处理。
批处理系统缺点是缺乏人机交互性，因此这种操 作系统适用于成熟程序，尤其是运行时间长，数 据运算量大的程序。
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3.1.2 常见操作系统简介
1. DOS操作系统
DOS是磁盘操作系统(Disk Operation System)，是 一种单用户、单任务的微型机操作系统。
DOS主要功能是命令处理、文件管理和设备管理。 它采用汇编语言编写, 系统开销小,运行效率高, 但 资源管理功能简单,字符型用户界面, 操作不太方 便。随着Microsoft图形用户界面操作系统Windows 的逐步实用化, 人们逐渐地放弃了DOS。
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2.批处理阶段
单道批处理系统
用 户 作业 读卡机
结 打印机 果
外围控制机
在磁带上选择一个 作业进入内存处理
输入磁带 输出磁带
监
督 程
主机
序
操作系统的萌芽
以脱机方式成批 装入磁带的作业
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假脱机技术
通道也称为输入输出(I/O)处理机，它可以与CPU 并行工作,专门用于控制输入输出设备。I/O处理机 输入输出结束时向CPU发出中断请求，CPU通过响 应中断获取I/O处理机状态。在CPU控制下, 作业输 入或输出数据由I/O处理机完成,I/O处理机取代了外 围控制机。这项技术被称为假脱机技术。通道和 中断技术的应用使CPU与I/O设备并行工作，避开 了CPU和I/O设备速度匹配问题，同时为分时操作 系统的诞生奠定了硬件基础。
实时操作系统可分为实时控制系统和实时信息处 理系统两大类。
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4. 网络操作系统
网络操作系统(Network Operating System)基于计
算机网络。除具备普通操作系统所具备的功能外， 还具有网络管理模块、通信、安全和资源共享等 模块。
主机1 NOS1
主机2 NOS2
DOS3 主机3
打印机
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多道批处理系统
批处理系统 + 多道程序设计技术
多道批处理操作系统
内存中有多个进程交替运行
作 业
输入机
后备队列
输入井
主机
作业1 作业2
：
作业n
算法
进程1 进程2
： 进程n
内存+ CPU
输出井
结果1 结果2
： 结果k
磁盘或磁鼓上的区域
输出机
结 果
8
为了使多道程序间能够协调工作，监督程序需要解 决下系列管理问题： 作业调度：合理调度作业，使系统中硬件资源有
11
2. Windows操作系统
从1985年11月到现在，Windows操作系统的优良 性能奠定了微软在操作系统上的垄断地位。
优点：
直观、易用的面向对象图形界面 用务
先进的内存管理
提供各种系统管理工具
内置的网络通信功能 出色的多媒体功能
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5. 分布式操作系统
分布式操作系统(Distributed Operating System)是 网络操作主系机统1 的更高级形式，主它机建2 立在计算机网 络基础之D上OS，有效地解决了地D域OS分布很广的若干 台计算机之间资源共享、并行处理等问题。特征 是统统一一性性、共享性DO、S 可靠作实性业现和可处透迁理移机明至资性其源。他的主共机享上处理,
1.手工操作阶段
计算手工机操诞作生阶初段期根本没有用操户作用机系器统语。言编那写是程序一个 机器典码型时的代作,业人处们把这个时期称为“手工操作阶 段”。理顾步名骤思: 义,人们当时使将用程序计和算数机据通需过要手工大量的 人工控制，只有通晓计算机操硬作件记录的在专穿孔业纸人带员上 才能 使用计算机。