操作系统第一章课件
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计算机操作系统第一章
2014-9-17
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2014-9-17
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涉及到计算机科学的很多领域 计算机体系结构/硬件 软件设计 程序设计语言 数据结构 算法 网络 学习核心技术并能在其他地方应用之
2014-9-17
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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,基本服务,统一性 (4)计算机系统的效率与安全问题
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(3)提供输入输出的便利,简化用户的输入
输出工作。
(4)规定用户的接口,以及发现并处理各种 错误的发生。
2014-9-17
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24
本章主要目录
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10
2014-9-17
操作系统的目标、作用和模型 操作系统的形成和发展 操作系统的特征和服务 操作系统的功能 操作系统的进一步发展 操作系统的结构 设计 Unix和Linux 总结 作业 典型问题分析和实战练习
库系统、计算机网络等课打下基础。
操作系统有如下的特点:内容庞杂、涉及面广。
它在计算机系统中处于裸机于应用层之间,对下直
接与硬件接口相连,对上要提供简单、方便的用户 界面。操作系统的实践性强。操作系统的概念在实 际操作系统中体现。
2014-9-17
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8
本课程学习的主要问题
操作系统是干什么的? 操作系统是如何干的? 不是教你如何使用windows,也不是学习完本课程 后就可以设计一个复杂操作系统了。 本学期主要学习前七章,重点2、3、4、5、6章。
操作系统第1章-第4章(华中科技大学版)_OK
21
2. 实时处理的类型
(1) 实时控制(必须物理实时) 如生产过程控制、作战指挥等。
(2) 实时信息处理(可以逻辑实时)
3. 实如时订操票作系系统统、的情报特检点索等。
• 及时响应 • 高可靠性和安全性 • 系统的整体性强 ★
22
操作系统的进一步发展
手工操 作阶段
联机 批处理
脱机 批处理
批处理
传输数据): 便将另一道程序投入运行。
★
12
(2) 多道运行的特征 • 多道 • 宏观上并行 • 微观上串行 执行系统采用多道程序设计技术后,就形成
了操作系统。
★
13
手工操 作阶段
联机 批处理
脱机 批处理
批处理
执行 系统
多道程序系统 多道批 分时 处理系统 系统 实时系统 操作系统形成
问题:只有一个CPU,在内存中运行的每一个程序 如何才能得到CPU 、并保持对其的占有的呢? ★
40
二、微机存储器的结构
速度快 成本高 容量小
指令 CACHE
数据
CACHE
ห้องสมุดไป่ตู้
内存
★
外存
CPU
41
CASH与内存的分组数据交换
块号
0 512B 1 512B
…… 31 512B
·· ··
m 5·12·B m+1 512B
块号
512B 0
512B 1
CPU
……
512B 31
CACHE
问题:在CPU上执行的有
因此,也称为交互式系统。
3. 分时操作系统的特点 • 多路调制性 (一台主机与多个用户终端设备相连接) • 独占性 • 交互性 ★
2. 实时处理的类型
(1) 实时控制(必须物理实时) 如生产过程控制、作战指挥等。
(2) 实时信息处理(可以逻辑实时)
3. 实如时订操票作系系统统、的情报特检点索等。
• 及时响应 • 高可靠性和安全性 • 系统的整体性强 ★
22
操作系统的进一步发展
手工操 作阶段
联机 批处理
脱机 批处理
批处理
传输数据): 便将另一道程序投入运行。
★
12
(2) 多道运行的特征 • 多道 • 宏观上并行 • 微观上串行 执行系统采用多道程序设计技术后,就形成
了操作系统。
★
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手工操 作阶段
联机 批处理
脱机 批处理
批处理
执行 系统
多道程序系统 多道批 分时 处理系统 系统 实时系统 操作系统形成
问题:只有一个CPU,在内存中运行的每一个程序 如何才能得到CPU 、并保持对其的占有的呢? ★
40
二、微机存储器的结构
速度快 成本高 容量小
指令 CACHE
数据
CACHE
ห้องสมุดไป่ตู้
内存
★
外存
CPU
41
CASH与内存的分组数据交换
块号
0 512B 1 512B
…… 31 512B
·· ··
m 5·12·B m+1 512B
块号
512B 0
512B 1
CPU
……
512B 31
CACHE
问题:在CPU上执行的有
因此,也称为交互式系统。
3. 分时操作系统的特点 • 多路调制性 (一台主机与多个用户终端设备相连接) • 独占性 • 交互性 ★
操作系统第一章详解(考研)精品PPT课件
第一章 操作系统引论
1.1.2 操作系统的作用
1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
OS 处 于 用 户 与 计 算 机 硬 件 系 统 之 间 , 用 户 通 过 OS来使用计算机系统。或者说,用户在OS帮助下, 能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和 运行自己的程序。
第一章 操作系统引论
(3) 图形、窗口方式:用户通过屏幕上的窗口和 图标来实现与OS的通信,并取得它的服务。(用户 接口)
第一章 操作系统引论
用户 应用程序 系统调用 命令 图标、窗口
操作系统 计算机硬件
图 1-1 OS作为接口的示意图
第一章 操作系统引论
2. OS作为计算机系统资源的管理者
计算机系统资源: 硬件:处理器
I/O软 件 物理接口
硬件 虚机器
图1-2 I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节
第一章 操作系统引论
3. OS实现了对计算机资源的抽象
同样,可以再覆盖一层用于文件管理的软 件,由它来实现对文件操作的细节,并向 上提供一组对文件进行存取操作的命令, 方便用户对文件进行存取。
由此可见,OS是铺设在计算机硬件上的 多层系统软件,它们不仅增强了系统的功 能,而且还隐藏了对硬件操作的细节,由 它们实现了对计算机硬件操作的多个层次 的抽象。
第一章 操作系统引论
外围机(卫星机)
外围机:专门用于与I/O设备打交道,完 成面向用户的输入输出(纸带或卡片), 中间结果暂存在磁带或磁盘上。
第一章 操作系统引论
1.1.1 操作系统的目标
有效性:提高系统资源的利用率;提高系 统的吞吐量(指系统在单位时间内所完成 的总工作量)。
方便性:配置操作系统后可使计算机系统 更容易使用。
操作系统课件 第一章
3. 操作系统设计目标
早期操作系统的设计目标 方便性:向用户提供方便、简单的使用计算 机的环境。 有效性:就是使计算机系统能高效地工作, 提高系统资源的利用率。
1.2
操作系统的形成与发展
一、顺序处理(手工操作阶段) 二、简单的批处理 三、多道成批处理系统 四、分时系统 五、实时系统 六、操作系统的功能和特性 七、操作系统的进一步发展 八、现代操作系统
简单批处理时:作业按顺序执行。作业1运 行5分钟完成,作业2等待5分钟后再用15分 钟完成,作业3等待20分钟后开始执行,30 分钟后三个作业全部完成。 多道批处理时:三个作业同时装入主存并运 行。由于它们运行中几乎不同时使用同类资 源,这三个作业在15分钟内将全部完成。整 个系统处理效率明显提高。
[中断]:当通道控制设备完成传输后,通过中 断机构向CPU报告完成情况。
• 使CPU摆脱了对慢速外部设备的控制操作, • 使CPU与外设可以并行操作,提高了CPU的利用率。
[多道程序设计技术]:是指在内存同时放若干 道程序,使它们在系统中交叉运行,共享系 统中的各种资源。当一道程序暂停执行时, CPU立即转去执行另一道程序。 [特点]:多道、宏观上并行(不同的作业分别 在CPU和外设上执行)、微观上串行(在单 CPU上交叉运行)。
33
[例] 早期的分时系统之一是IBM 360机上的兼 容的分时系统(CTSS - Compatible time_sharing system)。与后来的分时系统 相比,CTSS非常简单。它的操作控制很容易 理解。 当控制分配给一个交互用户时,用户的 程序和数据装入主存,运行0.2s(一个时间片) 系统时钟产生一个中断。 每个时钟中断产生时,操作系统获得控 制,将当前运行程序从主存换出到磁带或磁 鼓,再选一个用户程序从磁带或磁鼓换入主 存。将处理机分给新进入的另一个用户程序。 这典型地叫滚进滚出:ROLL_IN ROLL_OUT)。
计算机操作系统第四版-汤小丹-官方课件PPT-第1章
2. 同时访问方式 系统中还有另一类资源,允许在一段时间内由多个进程 “同时”对它们进行访问。这里所谓的“同时”,在单处理 机环境下是宏观意义上的,而在微观上,这些进程对该资源 的访问是交替进行的。典型的可供多个进程“同时”访问的 资源是磁盘设备。一些用重入码编写的文件也可以被“同时” 共享,即允许若干个用户同时访问该文件。
1.2.4 分时系统(Time Sharing System) 1. 分时系统的引入 如果说推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是提
高资源利用率和系统吞吐量,那么,推动分时系统形成和发 展的主要动力,则是为了满足用户对人—机交互的需求,由 此形成了一种新型OS。用户的需求具体表现在以下几个方面:
效地提高系统中的资源利用率,增加系统的吞吐量。 1. 并行与并发 并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念。并行性
是指两个或多个事件在同一时刻发生。而并发性是指两个或 多个事件在同一时间间隔内发生。
2. 引入进程 在一个未引入进程的系统中,在属于同一个应用程序的 计算程序和I/O程序之间只能是顺序执行,即只有在计算程 序执行告一段落后,才允许I/O程序执行;反之,在程序执 行I/O操作时,计算程序也不能执行。但在为计算程序和I/O 程序分别建立一个进程(Process)后,这两个进程便可并发执 行。若对内存中的多个程序都分别建立一个进程,它们就可 以并发执行,这样便能极大地提高系统资源的利用率,增加 系统的吞吐量。
图1-6 多道程序的运行情况
2. 多道批处理系统的优缺点 多道批处理系统的优缺点如下: (1) 资源利用率高。引入多道批处理能使多道程序交替 运行,以保持CPU处于忙碌状态;在内存中装入多道程序可 提高内存的利用率;此外还可以提高I/O设备的利用率。 (2) 系统吞吐量大。能提高系统吞吐量的主要原因可归 结为:① CPU和其它资源保持“忙碌”状态;② 仅当作业 完成时或运行不下去时才进行切换,系统开销小。
《操作系统安全》第一章_绪论
第一章 緒論
1.1 操作系統面臨的安全威脅
資訊安全的發展過程
通信保密階段 電腦安全階段 資訊安全階段 資訊安全保障階段
操作系統安全威脅
按照安全威脅的途徑來分:
• • • • • • 不合理的授權機制 不恰當的代碼執行 不恰當的主體控制 不安全的進程間通信 網路協議的安全漏洞 服務的不當配置
1.2 操作系統安全和資訊系統安全
操作系統完成以下功能
用戶標識和身份鑒別 存取控制 審計
操作系統安全威脅
安全威脅的主要表現形式:
• • • • • 病毒 駭客攻擊 蠕蟲 邏輯炸彈 後門
1.2 操作系統安全和資訊系統安全
操作系統的安全性在電腦資訊系統的整體安全性中具有至關重要的作用。 目標
保證自身的安全性和完整性 按安全策略對用戶在系統中的操作進行存取控制 防止用戶對電腦中資訊的非法存取 保證系統中資訊的安全性(保密性和完整性)பைடு நூலகம்
1.1 操作系統面臨的安全威脅
資訊安全的發展過程
通信保密階段 電腦安全階段 資訊安全階段 資訊安全保障階段
操作系統安全威脅
按照安全威脅的途徑來分:
• • • • • • 不合理的授權機制 不恰當的代碼執行 不恰當的主體控制 不安全的進程間通信 網路協議的安全漏洞 服務的不當配置
1.2 操作系統安全和資訊系統安全
操作系統完成以下功能
用戶標識和身份鑒別 存取控制 審計
操作系統安全威脅
安全威脅的主要表現形式:
• • • • • 病毒 駭客攻擊 蠕蟲 邏輯炸彈 後門
1.2 操作系統安全和資訊系統安全
操作系統的安全性在電腦資訊系統的整體安全性中具有至關重要的作用。 目標
保證自身的安全性和完整性 按安全策略對用戶在系統中的操作進行存取控制 防止用戶對電腦中資訊的非法存取 保證系統中資訊的安全性(保密性和完整性)பைடு நூலகம்
汤晓丹版操作系统课件.ppt
配和控制处理机;存储器管理,主要负责内存的分配与回收;
I/O设备管理,负责I/O设备的分配与操纵;文件管理,负责 文件的存取、共享和保护。可见,OS的确是计算机系统资源 的管理者。事实上,当今世界上广为流行的一个关于OS作用 的观点,正是把OS作为计算机系统的资源管理者。
3.OS实现了对计算机资源的抽象 对于一个完全无软件的计算机系统(即裸机),它向用户 提供的是实际硬件接口(物理接口),用户必须对物理接口的 实现细节有充分的了解,并利用机器指令进行编程,因此该 物理机器必定是难以使用的。为了方便用户使用I/O设备,人 们在裸机上覆盖上一层I/O设备管理软件,如图1-2所示,由 它来实现对I/O设备操作的细节,并向上提供一组I/O操作命 令,如Read和Write命令,用户可利用它来进行数据输入或输 出,而无需关心I/O是如何实现的。此时用户所看到的机器将 是一台比裸机功能更强、使用更方便的机器。这就是说,在 裸机上铺设的I/O软件隐藏了对I/O设备操作的具体细节,向 上提供了一组抽象的I/O设备。
无序而浪费了大量的存储空间。配置了 OS 之后,可使 CPU 和 I/O设备由于能保持忙碌状态而得到有效的利用,且可使内存
和外存中存放的数据因有序而节省了存储空间。
(2) 提高系统的吞吐量。操作系统还可以通过合理地组织 计算机的工作流程,而进一步改善资源的利用率,加速程序 的运行,缩短程序的运行周期,从而提高系统的吞吐量。
3.器件的不断更新换代 微电子技术的迅猛发展,推动着计算机器件,特别是微机 芯片的不断更新,使得计算机的性能迅速提高,规模急剧扩大,
从而推动了OS的功能和性能也迅速增强和提高。例如,当微机
芯片由 8 位发展到 16 位、 32 位,进而又发展到 64 位时,相应的 微机 OS 也就由 8 位发展到 16 位和 32 位,进而又发展到 64 位,此
计算机操作系统教程 第一章
• Mac OS X • Android
玉溪师范学院信息技术工程学院 《操作系统》教程
操作系统的发展历史
• 推动操作系统发展的主要动力 • 手工操作 • 单道批处理系统(simple batch processing) • 多道批处理系统(multiprogramming system) • 分时系统(time-sharing system) • 实时系统(real-time system)
玉溪师范学院信息技术工程学院 《操作系统》教程
分时系统(time-sharing system)
70年代中期至今
• 多道程序系统,大大提高了计算机效率,不过,用 户十分留恋手工操作阶段的联机工作方式,独占计 算机,并直接控制程序运行。但独占计算机方式会 造成资源效率低。既能保证计算机效率,又能方便 用户使用,成为一种新的追求目标。20世纪60年 代中期,计算机技术和软件技术的发展使这种追求 成为可能。 • 由于CPU速度不断提高和采用分时技术,一台计算 机可同时连接多个用户终端,而每个用户可在自己 的终端上联机使用计算机,好像自己独占机器一样 。
制 作 者 : 乐 应 英
缺点:
磁带或磁盘需要人工装卸,作业需要人工分 类,监督程序易遭到用户程序的破坏(由人 工干预才可恢复)。
玉溪师范学院信息技术工程学院 《操作系统》教程
通道和中断技术 通道技术和中断技术的出现使监督程序在负责 作业运行的同时提供I/O控制功能。导致操作 系统进入执行系统阶段 • 通道:专用处理部件,用于控制I/O设备与内存间 的数据传输。启动后可独立于CPU运行,实现CPU与 I/O的并行。 • 中断:指CPU在收到外部中断信号后,停止原来工 作,转去处理该中断事件,完毕后回到原来断点继 续工作。 • 监督程序发展为执行系统(executive system),常 驻内存,称为执行系统。
玉溪师范学院信息技术工程学院 《操作系统》教程
操作系统的发展历史
• 推动操作系统发展的主要动力 • 手工操作 • 单道批处理系统(simple batch processing) • 多道批处理系统(multiprogramming system) • 分时系统(time-sharing system) • 实时系统(real-time system)
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分时系统(time-sharing system)
70年代中期至今
• 多道程序系统,大大提高了计算机效率,不过,用 户十分留恋手工操作阶段的联机工作方式,独占计 算机,并直接控制程序运行。但独占计算机方式会 造成资源效率低。既能保证计算机效率,又能方便 用户使用,成为一种新的追求目标。20世纪60年 代中期,计算机技术和软件技术的发展使这种追求 成为可能。 • 由于CPU速度不断提高和采用分时技术,一台计算 机可同时连接多个用户终端,而每个用户可在自己 的终端上联机使用计算机,好像自己独占机器一样 。
制 作 者 : 乐 应 英
缺点:
磁带或磁盘需要人工装卸,作业需要人工分 类,监督程序易遭到用户程序的破坏(由人 工干预才可恢复)。
玉溪师范学院信息技术工程学院 《操作系统》教程
通道和中断技术 通道技术和中断技术的出现使监督程序在负责 作业运行的同时提供I/O控制功能。导致操作 系统进入执行系统阶段 • 通道:专用处理部件,用于控制I/O设备与内存间 的数据传输。启动后可独立于CPU运行,实现CPU与 I/O的并行。 • 中断:指CPU在收到外部中断信号后,停止原来工 作,转去处理该中断事件,完毕后回到原来断点继 续工作。 • 监督程序发展为执行系统(executive system),常 驻内存,称为执行系统。
UbuntuLinux操作系统(微课版)第一章Ubuntu概述、安装与基本操作ppt课件
? Ubuntu的诞生与发展 ? Ubuntu首个版本于2004年10月20日发布。 ? 2005年7月8日Canonical有限公司宣布成立Ubuntu基金会。 ? Ubuntu旨在为广大用户提供一个最新的、同时又相当稳定的, 主要由自由软件构建而成的操作系统。
? Ubuntu每半年发行一个新的版本,版本号由发布年月组成。 ? Ubuntu遵循着自由软件的精神,出现衍生版本。 优麒麟(Ubuntu Kylin)
? 发行版本
1.1 Linux 与Ubuntu
Ubuntu Linux
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 8
? Ubuntu的父版本Debian ? Debian是极为精简的Linux发行版,操作环境干净,安装步骤简易。 ? Ubuntu继承Debian的优点,集成在Debian下经过测试的优秀自由软件。
1.3 熟悉Ubuntu桌面环境
常用的图形界面应用程序
? 软件和更新 ? 设置更新选项
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 30
? 软件更新器
1.3 熟悉Ubuntu桌面环境
桌面个性化设置 ? Ubuntu系统设置界面
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 31
1.3 熟悉Ubuntu桌面环境
1.3 熟悉Ubuntu桌面环境
桌面个性化设置
? 网络设置 ? 网络连接详细信息
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 37
? 网络连接的IPv4设置
内容 导航
CONTENTS
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 38
Linux 与Ubuntu 安装Ubuntu 操作系统 熟悉Ubuntu 桌面环境 Linux 命令行界面 Shell 基础 Linux 命令行使用 使用文本编辑器
? Ubuntu每半年发行一个新的版本,版本号由发布年月组成。 ? Ubuntu遵循着自由软件的精神,出现衍生版本。 优麒麟(Ubuntu Kylin)
? 发行版本
1.1 Linux 与Ubuntu
Ubuntu Linux
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 8
? Ubuntu的父版本Debian ? Debian是极为精简的Linux发行版,操作环境干净,安装步骤简易。 ? Ubuntu继承Debian的优点,集成在Debian下经过测试的优秀自由软件。
1.3 熟悉Ubuntu桌面环境
常用的图形界面应用程序
? 软件和更新 ? 设置更新选项
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 30
? 软件更新器
1.3 熟悉Ubuntu桌面环境
桌面个性化设置 ? Ubuntu系统设置界面
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 31
1.3 熟悉Ubuntu桌面环境
1.3 熟悉Ubuntu桌面环境
桌面个性化设置
? 网络设置 ? 网络连接详细信息
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 37
? 网络连接的IPv4设置
内容 导航
CONTENTS
第1章 Ubuntu概述、安装与基本操作 38
Linux 与Ubuntu 安装Ubuntu 操作系统 熟悉Ubuntu 桌面环境 Linux 命令行界面 Shell 基础 Linux 命令行使用 使用文本编辑器
《操作系统第一章》PPT课件
精选ppt
17
小结
专用系统影响着OS
❖ 实时嵌入式系统
汽车发动机、制造业的机器人、录像机、手机、微波炉,等等进行 监控和管理
整个房间可以计算机化,控制取暖、照明、警报系统、电饭锅煮饭 等等,通过web访问通知房间加热
❖ 多媒体系统
MP3、MP4 DVD 电影/网上电影
帧的视频必须按照时间限制分流(30帧/秒)
目态 管态
精选ppt
23
小结
分时系统的特点
❖ 多路性 ❖ 独占性 ❖ 交互性 ❖ 及时性
精选ppt
24
小结
实时系统特点
❖ 及时响应 ❖ 高可靠性和安全性 ❖ 系统的整体性强 ❖ 交互会话活动较弱 ❖ 专用系统 ❖ 种类:实时信息处理、实时控制
精选ppt
25
小结
局微域型机网
网关 微型机
局域网间的连接
Andrew S. Tanenbaum等, 清华大学出版社,1997年9月
Operating Systems Internals and Design Principles
William Stallings,电子工业出版社
计算机操作系统教程
张尧学,史美林,清华大学出版社,1993年9月
操作系统实验指导
精选ppt
26
小结
客户-服务器系统的一般结构
精选ppt
27
小结
分布式系统
❖ 分布式系统 是一个一体化的系统 在整个系统中有一个全局的操作系统称为分布式操作系统 有网络作为底层支持 ❖ 具有模块性 ❖ 并行性 常规网络中的并行性仅仅意味着独立性 而分布式系统中的并行性还意味着合作 原因在于,分布式系统 ❖ 是一个物理上的松散耦合系统 ❖ 又是一个逻辑上的紧密耦合的系统 ❖ 自治性 ❖ 通信性等特点
操作系统第1章绪论
1.2.6 通用操作系统 通用操作系统:同时兼有多道批处理、分时、 实时处理的功能,或其中两种以上的功能。 实时和批处理相结合:通常把实时任务称为前 台作业,批作业称为后台作业。 批处理和分时处理相结合:分时批处理系统。
1.2.7 操作系统的进一步发展 操作系统进一步的发展: (1)个人计算机上的操作系统,例如DOS系统。 (2)嵌入式操作系统。 (3)网络操作系统。 (4)分布式操作系统。 (5)智能化操作系统。
(3) 分布式操作系统对用户是透明的。计算机网络不 是。 (4) 分布式系统的基础是网络。分布式系统已不仅是 一个物理上的松散耦合系统,同时还是一个逻辑上 紧密耦合的系统。 (5) 分布式系统还处在研究阶段。
1.4 操作系统功能
操作系统的基本功能: (1)处理机管理 (2)存储管理 (3)设备管理 (4)信息管理(文件系统管理) (5)用户接口 1.4.1 处理机管理 处理机管理:解决在多道程序或多用户的情况下组 织多个作业同时运行时对处理机分配调度策略、分 配实施和资源回收等问题。
1.4.2 存储管理 主要工作: (1) 内存分配和回收。 (2) 存储保护。 (3) 内存扩充。
1.4.3 设备管理 主要工作: (1) 通道、控制器、输入输出设备的分配和管理。 常需要采用虚拟技术和缓冲技术。 (2) 设备独立性。
1.4.4 信息管理(文件系统管理) 管理 对象:系统的软件资源的管理。 解决的问题: (1)在使用文件时避免引起混乱,甚至遭受破坏。 (2)信息的共享、保密和保护。
1. 联机批处理 慢速的输入输出(I/O)设备和主机直接相连。 作业的执行过程为: (1) 用户提交作业:程序、数据和作业说明书; (2) 作业被作成穿孔纸带或卡片; (3) 操作员有选择地把若干作业合成一批,通过 输入设备(纸带输入机或读卡机) 把它们存入磁带; (4) 监督程序读入一个作业; (5) 从磁带调入汇编程序或编译程序,将用户作 业源程序翻译成目标代码;
计算机操作系统PPT课件
第一章 操作系统引论
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节
操作系统的目标和作用 操作系统的发展过程 操作系统的基本特征 操作系统的主要功能 操作系统的结构
*
1
第一节 操作系统的目标和作用
• 什么是操作系统 • 操作系统的目标和作用 • 操作系统发展的主要动力
*
2
1、什么是操作系统
*
15
4、分时系统
• 分时系统的产生原因
– 人机交互、共享主机、方便用户上机的需求
• 分时系统:是指一台主机上连接了多个终端, 同时允许多个用户通过自己的终端,以交互的 方式使用计算机,共享主机中的资源。
• 分时系统实现中的关键问题:
– 及时接收-多路卡 – 及时处理-作业直接进内存、时间片轮转
• 分时系统的特征
用户4 …
用户n
财务系统 航空订票 上网浏览 超市管理 … 科学计算
(应用程序)
编译程序 汇编程序 编辑程序 …
(系统程序)
数据库
操作系统
计算机硬件
(裸* 机)
4
2、操作系统的目标和作用
• OS的目标
用户的观点
– 方便性:使计算机易学易用
系统管理者的观点
– 有效性:提高系统资源的利用率和吞吐量
– 可扩充性:能适应硬件的发展,容易升级
– 开放性:遵循世界标准规范,使应用程序
具有 可移植性和交互性。
发展的观点
*
5
• OS的作用
– 用户与计算机硬件之间的接口
用户 应用程序 系统调用 命令 图形窗口方式
操作系统 计算机硬件
*
6
计算机系统资源的管理者
四类资源:处理器、存储器、I/O设备、信 息(数据和程序)
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节
操作系统的目标和作用 操作系统的发展过程 操作系统的基本特征 操作系统的主要功能 操作系统的结构
*
1
第一节 操作系统的目标和作用
• 什么是操作系统 • 操作系统的目标和作用 • 操作系统发展的主要动力
*
2
1、什么是操作系统
*
15
4、分时系统
• 分时系统的产生原因
– 人机交互、共享主机、方便用户上机的需求
• 分时系统:是指一台主机上连接了多个终端, 同时允许多个用户通过自己的终端,以交互的 方式使用计算机,共享主机中的资源。
• 分时系统实现中的关键问题:
– 及时接收-多路卡 – 及时处理-作业直接进内存、时间片轮转
• 分时系统的特征
用户4 …
用户n
财务系统 航空订票 上网浏览 超市管理 … 科学计算
(应用程序)
编译程序 汇编程序 编辑程序 …
(系统程序)
数据库
操作系统
计算机硬件
(裸* 机)
4
2、操作系统的目标和作用
• OS的目标
用户的观点
– 方便性:使计算机易学易用
系统管理者的观点
– 有效性:提高系统资源的利用率和吞吐量
– 可扩充性:能适应硬件的发展,容易升级
– 开放性:遵循世界标准规范,使应用程序
具有 可移植性和交互性。
发展的观点
*
5
• OS的作用
– 用户与计算机硬件之间的接口
用户 应用程序 系统调用 命令 图形窗口方式
操作系统 计算机硬件
*
6
计算机系统资源的管理者
四类资源:处理器、存储器、I/O设备、信 息(数据和程序)
相关主题
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13
Network operating systems and distributed operating systems
• Network operating system:
– The users are aware of the existence of multiple computers and can log in to remote machines and copy files from one machine to another, each machine runs its own local operating system and has its own local user (or users)
• 1.2.2 Second generation (1955-1965) Transistors and batch systems
– Typical OS:FMS(the Fortran monitor system) and IBSYS (IBM’s operating system for the 7049);
• Micro-architecture level: in which the physical devices are grouped together to form functional units, this level consists of:
– Registers internal to the CPU – A data path containing an arithmetic logic unit: on some machines, the operБайду номын сангаасtion of the data path is controlled by software, called the micro-program
• 1.1.2 the operating system as a resource manager[※※※※]
– Each program gets time with the resource: Different programs take turns to use resource – Each program gets space on the resource: Each get parts of the resource
• Distributed operating system:
– Like a traditional single-processor system, even though it is composed of multiple processors. The users should not be aware of where their programs are being run or where their files are located; that should all be handled automatically and efficiently by the operating system
14
The Operating System Zoo
• 1.3 the operating system zoo • Some important operating system:
– – – – – – – Mainframe operating systems Server operating systems Multiprocessor operating systems Personal computer operating systems Real-time operating systems Embedded operating systems Smart card operating systems
5
User mode and kernel mode
• Kernel mode (supervisor mode): [※※※※]
– The programs in it can be protected from user tampering by the hardware – The operating run in it
12
personal computer
• 1.2.4 the fourth generation (1980-present) personal computers
– With the development of LSI(large scale integration) circuits,the age of the personal computer dawned – CP/M,MS-DOS: based on users typing in commands from the keyboard – Windows,Linux/Unix: use GUI,and are user friendly – Windows95,Windows 98:still contain a large amount of 16-bit Intel assembly language – Windows NT:a full 32-bit system – Unix/Linux:strongest on workstations and other high-end computers, such as network servers – Unix/Linux: true multi-users,multi-tasks OS
• User mode: [※※※※]
– Compilers and editors run in user mode – If a user does not like a particular compiler, he is free to write his own
• The distinction between kernel mode and user mode, however, is sometimes blurred in embedded systems and some other systems
3
Physical devices and micro-architecture level
• Physical devices consists of :
– – – – Integrated circuit chips Wires Power supplies Cathode ray tubes, and so on
4
Machine language
• Machine language (instruction set architecture) it consists of:
– The hardware – Instructions visible to an assembly language programmer
– Dos,windows,Linux,and so on
8
Early batch systems
cards 1041
Input cards
7049
output cards
1041
Print output
1.1.2 the second generation(1955-1965) transistors and batch systems (offline) • Early batch system – Programmers bring cards to 1401 – 1401 reads batch of jobs onto tape – Operator carries input tape to 7049 – 7049 does computing – Operator carries output tape to 1401 – 1401 prints output
9
Structure of a typical FMS job
• Structure of a typical FMS job – 2nd generation
10
multiprogramming
• 1.2.3 Third generation (1965-1980) ICs (integrated circuits )and multiprogramming • Multiprogramming system
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Timesharing and spooling
• Timesharing: each user has an online terminal,the CPU can be allocated in turn to the jobs that want service • Spooling: read jobs from cards onto the disk as soon as they were brought to the computer room – whenever a running job finished ,the OS could load a new job from the disk into the now-empty partition and run it
• The function of machine language:
– Moving data around the machine – Doing arithmetic – Comparing values
• The I/O devices are controlled by loading values into special device registers
Introduce
• • • • • • 1.1 What is an operating system 1.2 History of operating systems 1.3 The operating system zoo 1.4 Computer hardware review 1.5 Operating system concepts 1.6 System calls
Network operating systems and distributed operating systems
• Network operating system:
– The users are aware of the existence of multiple computers and can log in to remote machines and copy files from one machine to another, each machine runs its own local operating system and has its own local user (or users)
• 1.2.2 Second generation (1955-1965) Transistors and batch systems
– Typical OS:FMS(the Fortran monitor system) and IBSYS (IBM’s operating system for the 7049);
• Micro-architecture level: in which the physical devices are grouped together to form functional units, this level consists of:
– Registers internal to the CPU – A data path containing an arithmetic logic unit: on some machines, the operБайду номын сангаасtion of the data path is controlled by software, called the micro-program
• 1.1.2 the operating system as a resource manager[※※※※]
– Each program gets time with the resource: Different programs take turns to use resource – Each program gets space on the resource: Each get parts of the resource
• Distributed operating system:
– Like a traditional single-processor system, even though it is composed of multiple processors. The users should not be aware of where their programs are being run or where their files are located; that should all be handled automatically and efficiently by the operating system
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The Operating System Zoo
• 1.3 the operating system zoo • Some important operating system:
– – – – – – – Mainframe operating systems Server operating systems Multiprocessor operating systems Personal computer operating systems Real-time operating systems Embedded operating systems Smart card operating systems
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User mode and kernel mode
• Kernel mode (supervisor mode): [※※※※]
– The programs in it can be protected from user tampering by the hardware – The operating run in it
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personal computer
• 1.2.4 the fourth generation (1980-present) personal computers
– With the development of LSI(large scale integration) circuits,the age of the personal computer dawned – CP/M,MS-DOS: based on users typing in commands from the keyboard – Windows,Linux/Unix: use GUI,and are user friendly – Windows95,Windows 98:still contain a large amount of 16-bit Intel assembly language – Windows NT:a full 32-bit system – Unix/Linux:strongest on workstations and other high-end computers, such as network servers – Unix/Linux: true multi-users,multi-tasks OS
• User mode: [※※※※]
– Compilers and editors run in user mode – If a user does not like a particular compiler, he is free to write his own
• The distinction between kernel mode and user mode, however, is sometimes blurred in embedded systems and some other systems
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Physical devices and micro-architecture level
• Physical devices consists of :
– – – – Integrated circuit chips Wires Power supplies Cathode ray tubes, and so on
4
Machine language
• Machine language (instruction set architecture) it consists of:
– The hardware – Instructions visible to an assembly language programmer
– Dos,windows,Linux,and so on
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Early batch systems
cards 1041
Input cards
7049
output cards
1041
Print output
1.1.2 the second generation(1955-1965) transistors and batch systems (offline) • Early batch system – Programmers bring cards to 1401 – 1401 reads batch of jobs onto tape – Operator carries input tape to 7049 – 7049 does computing – Operator carries output tape to 1401 – 1401 prints output
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Structure of a typical FMS job
• Structure of a typical FMS job – 2nd generation
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multiprogramming
• 1.2.3 Third generation (1965-1980) ICs (integrated circuits )and multiprogramming • Multiprogramming system
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Timesharing and spooling
• Timesharing: each user has an online terminal,the CPU can be allocated in turn to the jobs that want service • Spooling: read jobs from cards onto the disk as soon as they were brought to the computer room – whenever a running job finished ,the OS could load a new job from the disk into the now-empty partition and run it
• The function of machine language:
– Moving data around the machine – Doing arithmetic – Comparing values
• The I/O devices are controlled by loading values into special device registers
Introduce
• • • • • • 1.1 What is an operating system 1.2 History of operating systems 1.3 The operating system zoo 1.4 Computer hardware review 1.5 Operating system concepts 1.6 System calls