上海理工大学《操作系统》第1章

第一章 操作系统引论
4. 多道批处理系统需要解决的问题 (1) 处理机管理问题。 (2) 内存管理问题。 (3) I/O设备管理问题。 (4) 文件管理问题。 (5) 作业管理问题。
第一章 操作系统引论
设想一台电脑配备256KB的可用内存空间(未 被OS占用的)，一个磁盘，一个终端和一台打 印机。3个程序JOB1、JOB2和JOB3，同时被提 交执行，如下表所列。
2. (1) 自动性。 (2) 顺序性。 (3) 单道性。
第一章 操作系统引论
1.3.3 多道批处理系统
1. 多道程序设计的基本概念 通过软件技术使同时进入计算机内存的几个相互独
立的程序，在管理程序控制穿插运行
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I/O 中断请求 用户程序
监督程序
启动 I/O
I/O 操作
t1 t2
(3) 图形、窗口方式。用户通过屏幕上的窗口和图 标来操纵计算机系统和运行自己的程序。
第一章 操作系统引论
2. OS作为计算机系统资源的管理者 OS的主要功能对计算机软硬资源进行管理 处理机管理： 用于分配和控制处理机； 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。
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
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(1) 命令方式。这是指由OS提供了一组联机命令(语 言)， 用户可通过键盘输入有关命令，来直接操纵计算 机系统。
(2) 系统调用方式。OS提供了一组系统调用，用户 可在自己的应用程序中通过相应的系统调用，来操纵 计算机。
作业类型 执行时间 所需内存 是否需要磁盘 是否需要终端 是否需要打印机
JOB1 偏重计算 5 min 50KB No No No
JOB2 偏重I/O 15min 100KB No Yes No
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1.1.3教学内容
1.主要介绍操作系统原理 2.操作系统的四大管理:处理机,存储器,设备,文件 3.操作系统的安全性
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1.1.4学习基础
1.数据结构； 2.程序设计； 3.计算机原理； 4.汇编语言。
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1.1.5课程安排和要求
总学时 48 平时成绩: 上机,作业,出勤
第一章 操作系统引论
第一章 操作系统引论
1.1 前言 1.2 操作系统的目标和作用 1.3 操作系统的发展过程 1.4 操作系统的基本特性 1.5 操作系统的主要功能 1.6 操作系统的结构设计
第一章 操作系统引论
1.1前言
1.1.1 操作系统的地位 1.1.2 教学目的 1.1.3 教学内容 1.1.4 学习基础 1.1.5 课程安排和要求
I/O 中断请求
I/O 完成
启动 I/O
结束中断
t3 t4
t5 t6
I/O 完成
结束中断 t7 t8
(a) 单道程序运行情况
程序A
程序B 程序C 程序D 调度程序
程序A I/O 请求
程序A I/O 完成 程序A再被调度
程序A
程序B I/O 请求 程序B
程序C I/O 请求 程序C
A完成
程序B I/O 完成 C I/O 完成 C 再次调度
第一章 操作系统引论
3. OS 裸机：一台完全无软件的计算机系统 虚机器：配置了软件， 比裸机功能更强、使用更方便的机器。
终端用户
应用程序 实用程序
操作系统 计算机硬件
程序员
操作系统 设计者
第一章 操作系统引论
1.2.3 推动操作系统发展的主要动力
1.不断提高计算机资源利用率 2. 3. 器件的不断更新换代 4. 计算机体系结构的不断发展
程序D I/O 请求 程序D
(b) 四道程序运行情况
图 1-4 单道和多道程序运行情况
第一章 操作来自百度文库统引论
2. 多道批处理系统的特征 (1) 多道性。 (2)宏观上并行 (3) 微观上串行。
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3. 多道批处理系统的优缺点 (1) 资源利用率高。 (2) 系统吞吐量大。 (3) 平均周转时间长。 (4) 无交互能力。
第一章 操作系统引论
1.3 操作系统的发展过程
1.3.1 无操作系统的计算机系统
1. 人工操作方式 未出现OS。 采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统，
特点:没有OS,没有软件 手工装卸纸带
效率低: 计算机各部件串行工作
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2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O)
这种脱机I/O (1) 减少了CPU的空闲时间。 (2) 提高I/O速度。
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1. 单道批处理系统(Simple Batch Processing System)的处理过程
开始
还有 下 一个 作业？
否
停止
是 把下一个作业的源 程序 转换为 目标程 序
是
源程 序
有错 吗？
否
运行 目标 程序
装配 目标 程序
图 1-3 单道批处理系统的处理流程
第一章 操作系统引论
-
图
输 入设 备
1
2
脱 机
示 意 图
外 围机 主机 外 围机
I/O
磁盘 输 出设 备
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1.3.2 单道批处理系统
单道批处理系统的中心思想是，通过应用一种被 称为监控器的软件，使用户不必再直接接触机 器，而是先通过卡片机和纸带机向计算机控制器 提交作业，由监控器将作业组织在一起构成一批 作业，然后将整批作业放入由监控器管理的输入 设备上，每当一个程序执行完毕返回监控器时， 监控器已自动装入下一个程序。
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1.2 操作系统的目标和作用
1.2.1 操作系统的目标
目前存在着多种类型的OS，不同类型的OS，其目 标各有所侧重。通常在计算机硬件上配置的OS，其目
1. 方便性 2. 有效性 3. 可扩充性 4. 开放性
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1.2.2 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
第一章 操作系统引论
1.1.1操作系统的地位
1.计算机系统管理中心 2.最复杂最精确的人工开发的管理系统； 3.在计算机系统中不可缺少，少了操作系统，用户不可
能上机使用计算机资源。
第一章 操作系统引论
1.1.2教学目的
1.掌握操作系统概念 2.了解操作系统结构 3.熟悉操作系统算法 4.为高级程序设计和操作系统使用、管理、开发打基础 5.为其他课程学习提供知识保障