第二章 操作系统(一)PPT课件

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标志着操作系统形成的两大技术（2）
问题背景：联机工作方式 让用户通过控制台（终端）直接操作、控制自己程
序运行的操作方式称为联机工作方式。 但是如何让一台计算机同时为多个用户服务，而且
还能让每个用户都觉得自己是在独占这台计算机呢？
2) 分时技术
把CPU响应时间分成若干个小时间单位（时间片） 轮流分配给各个联机用户使用。如果一个用户程序在分 配给它的时间片内没有完成，则暂时中断执行，等待下 一轮计算。
键盘命令
操
用
作
户
系
系统功能调用
统
计 算 机
传统的操作系统用户界面
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2.2.2 图形化的用户界面
操作命令界面
1、菜单驱动
2、图符（图标）驱动
3、图形化用户界面
▪系统功能调用
系统提供API函数（应用程序编程接口）和系 统定义的消息形式。
与传统系统调用的主要不同点是函数库和动 态链接技术的支持
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每多个路用性户、都独获占得性了、满意交的互响性应 速度，感觉系统是为其独享的
按时间片轮转
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3）实时操作系统
实时系统的提出：分时系统的响应往往要等待一个循 环周期，实时系统必须在规定的时间内对用户请求或 外部事件及时响应。
能满足用户响应时限要求的操作系统称为实时操作系 统。
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计算机软件
硬件 （裸机）
1. 裸机的使用是不方便的；
2. 在裸机之上装配一些基 本的控制软件，让这些软 件自动完成基本功能；
3. 在这些软件的基础之上 进行扩充和完善，提供给 用户所要求的功能。
计算机系统的两个组成部分
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操作系统虚拟机
应用程序
裸机 操作系统 用户程序
操作系统是：紧靠硬件的第一层软件
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什么是操作系统？
操作系统是计算机系统中
直接控制和管理 各种软硬件资源，
以方便用户
① 手段 ②对象
充分而有效地利用这些资源的 ③目标 程序的集合 ④ 实体
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操作系统的作用
作用1：管理系统资源 处理机、存储器、I/O设备、信息管理。
作用2：向用户提供接口 操作系统是位于用户和计算机系统之间的接口。
实时控制
实时信息处理
实时采集现场数据，完成 自动化控制
根据用户要求进行信息检 索和处理
特点：
特点：
响应速度足够快
强大的数据库
可靠性高
操作简便、查询快速
例：导弹导航
例：远程订票系统
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4）个人计算机操作系统
磁盘操作系统 其代表是 MS—DOS 设备管理、文件系统功能
GUI的多任务操作系统——Windows 图形用户界面 多任务、多线程 可剥夺式调度 段页式虚拟存储管理技术 动态连接
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1、操作命令
1）键盘命令： 文件管理类 编辑修改类 编译、连接、运行类 输入数据类 操作方式转换类 申请资源类
2）作业控制语言：批处理系统中提供的JCL，用于 编写操作说明书，操作系统据此对作业实施运行控 制。
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2、系统功能调用
用户编程时用到计算机的各种资源或执行与 系统有关
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标志着操作系统形成的两大技术（1）
1) 多道程序设计技术 计算机完成用户算题任务所需进行的各项工作称为一道作业。
用户程序
I/O中断请求
OS
I/O操作
I/O完成
t1
单道程序----顺序执行
t2
处理机时间是宝贵的资源，要尽量充分利用，减少CPU 等待时间。
在计算机系统中不能只放一道程序，应存放几道程序， 从而引入多道程序的概念。
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2.2 操作系统用户界面/接口（Interface）
2.2.1 传统的操作系统用户界面 2.2.2 图形化的用户界面
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2.2.1 传统的操作系统用户界面
1、操作命令 用户利用操作命令来组织作业的工作流程和
控制作业的运行。 2、系统功能调用
在源程序一级使用系统功能调用请求操作系 统服务。
t
作业1 2
3
1
2
3
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1）批量操作系统
把用户提交的作业（程序、数据和处理步骤） 成批输入计算机，然后由作业调度程序自动选择作 业运行。
优点：作业流程自动化，效率高（缩短作业间 的交接时间，减少处理机的空闲等待时间）， 吞吐率高 缺点：无交互手段，调试程序困难
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2）分时操作系统
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第二章 操作系统
2.1 操作系统概述 2.2 操作系统用户界面/接口（Interface） 2.3 进程及进程管理 2.4 操作系统资源管理
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2.1 操作系统概述
1. 操作系统的定义 2. 操作系统的类型 3. 操作系统的功能
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计算机硬件 系统的组成
键盘
显示器
CPU（处理机） 内存
计算机一般由：处理机（CPU）、存储器及I/O设备组成。 问题：如此多而复杂的硬件，用户如何控制和使用呢？
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3、操作系统的功能
处理机管理 提出调度策略,给出调度算法,具体实施CPU的分派
存储管理
存储Baidu Nhomakorabea配和存储无关性 存储保护 存储扩充：虚拟存储器
设备管理
设备无关性：逻辑名访问 设备分配：独享、共享、虚拟技术 设备的传输控制：启动、中断、结束
软件资源管理
提供简单统一资源管理方法,解决信息共享 数据存取控制和保密等问题
分时系统的提出：解决人机交互问题，进行及时响应， 多用户共享主机。
一台连接多个终端的计算机称为分时计算机。 在分时计算机上采用分时技术实现的操作系统称为分
时操作系统。 特点：
多路调制性：多个用户使用一台计算机； 独占性：时间片轮转使得用户感觉独享机器(3S)； 交互性：问答“会话”的命令交互方式；
操作，由系统功能调用实现。 高级语言的隐式调用：
如c语言的putchar( ) printf( ) open( )
▪ 低级语言的直接调用：
mov ah 02h（显示一个字符的功能调用号）
mov dl ‘c’
int 21h（dos软中断指令，访管指令）
putchar(‘c’);
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操作命令：作业控制语言
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程序A 程序B
并行
程序A和B都得到 了推进，并发
OS调度
I/O A
I/O B
t1
多道程序----并发执行
t2
特征：
多道——主存中同时存放几道相互独立的程序；
宏观上并行——几道程序都处于运行过程中，从用户的角 度来看，它们在同时推进；
微观上串行——任意一个时刻，只能有一个程序占有处理 机，从处理机的角度来看，多道程序轮流使用处理机，它 们是交替推进的。