试论操作系统的运行环境(ppt 60页)
合集下载
精品课件-Linux操作系统原理与应用(张玲)-第4章
第4章 进 程 管 理
2. 进程的特性 进程与程序的不同主要体现在进程有一些程序所没有的特 性。要真正理解进程，首先应了解它的基本性质。进程具有以 下几个基本特性： (1) 动态性：进程由“创建”而产生，由“撤销”而消 亡，因“调度”而运行，因“等待”而停顿。进程从创建到消 失的全过程称为进程的生命周期。 (2) 并发性：在同一时间段内有多个进程在系统中活动。 它们宏观上是在并发运行，而微观上是在交替运行。
第4章 进 程 管 理
(3) 独立性：进程是可以独立运行的基本单位，是操作 系统分配资源和调度管理的基本对象。因此，每个进程都独立 地拥有各种必要的资源，独立地占有CPU并独立地运行。
(4) 异步性：每个进程都独立地执行，各自按照不可预 知的速度向前推进。进程之间的协调运行由操作系统负责。
第4章 进 程 管 理
第4章 进 程 管 理
4) 现场信息 现场信息一般包括CPU的内部寄存器和系统堆栈等，它们 的值刻画了进程的运行状态。退出CPU的进程必须保存好这些 现场状态，以便在下次被调度时继续运行。当一个进程被重新 调度运行时，要用PCB中的现场信息来恢复CPU的运行现场。 现场一旦切换，下一个指令周期CPU将精确地接着上次运行的 断点处继续执行下去。
第4章 进 程 管 理
4.1.1 程序的顺序执行与并发执行 1. 程序的顺序执行 如果程序的各操作步骤之间是依序执行的，程序与程序之
间是串行执行的，这种执行程序的方式就称为顺序执行。顺序 执行是单道程序系统中的程序的运行方式。
程序的顺序执行具有如下特点： (1) 顺序性：CPU严格按照程序规定的顺序执行，仅当一 个操作结束后，下一个操作才能开始执行。多个程序要运行时， 仅当一个程序全部执行结束后另一个程序才能开始。
os操作系统
7
1.2 操作系统的发展过程
1.2.1 无操作系统时的计算机系统 1.2.2 单道批处理系统(simple batch processing) 1.2.3 多道批处理系统(multiprogramming system) 1.2.4 分时系统(time-sharing system) 1.2.5 实时系统(real-time system)
– 通常按时间片(time slice)分配：各个程序在CPU上执行的 轮换时间。
20
分时的定义
把计算机的系统资源（尤其是CPU时间）进行时 间上的分割，每个时间段称为一个时间片（time slice），每个用户依次轮流使用时间片。
• 抢先式和非抢先式(preemptive & nonpreemptive)：出让CPU是OS强迫或程序 主动
– CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计 算完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低；
9
• 主要矛盾
– 计算机处理能力的提高，手工操作的低效率 （造成浪费）；
– 用户独占全机的所有资源；
• 提高效率的途径
– 专门的操作员，批处理
10
➢ 联机输入输出方式 （On-Line I/O）
➢ 脱机输入输出方式 （Off-Line I/O） 外围机控制I/O， 减少CPU空闲时间 高速磁带、磁盘
• 缺点：
– 用户交互性差：整个作业完成后或中间出错时， 才与用户交互，不利于调试和修改；
– 作业平均周转时间长：短作业的周转时间显著增 长；
18
多道批处理系统的问题
• 处理机 • 内存 • I/O设备 • 文件 • 作业 各种类型
19
1.2.4 分时系统
70年代中期至今，用户的需求
1.2 操作系统的发展过程
1.2.1 无操作系统时的计算机系统 1.2.2 单道批处理系统(simple batch processing) 1.2.3 多道批处理系统(multiprogramming system) 1.2.4 分时系统(time-sharing system) 1.2.5 实时系统(real-time system)
– 通常按时间片(time slice)分配：各个程序在CPU上执行的 轮换时间。
20
分时的定义
把计算机的系统资源（尤其是CPU时间）进行时 间上的分割，每个时间段称为一个时间片（time slice），每个用户依次轮流使用时间片。
• 抢先式和非抢先式(preemptive & nonpreemptive)：出让CPU是OS强迫或程序 主动
– CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计 算完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低；
9
• 主要矛盾
– 计算机处理能力的提高，手工操作的低效率 （造成浪费）；
– 用户独占全机的所有资源；
• 提高效率的途径
– 专门的操作员，批处理
10
➢ 联机输入输出方式 （On-Line I/O）
➢ 脱机输入输出方式 （Off-Line I/O） 外围机控制I/O， 减少CPU空闲时间 高速磁带、磁盘
• 缺点：
– 用户交互性差：整个作业完成后或中间出错时， 才与用户交互，不利于调试和修改；
– 作业平均周转时间长：短作业的周转时间显著增 长；
18
多道批处理系统的问题
• 处理机 • 内存 • I/O设备 • 文件 • 作业 各种类型
19
1.2.4 分时系统
70年代中期至今，用户的需求
计算机导论课件-第4章-计算机操作系统概述
4.1 操作系统的功能
2、存储器管理 存储管理主要管理内存资源。当多个程序共享有限的内存
资源时，会有一些问题需要解决，比如，如何为它们分 配内存空间，同时，使用户存放在内存中的程序和数据 彼此隔离、互不侵扰，又能保证在一定条件下共享等问 题，都是存储管理的范围。当内存不够用时，存储管理 必须解决内存的扩充问题，即将内存和外存结合起来管 理，为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储 器。
RTOS设计目标：对外部请求能在严格的时限内作 出响应，有高可靠性和完整性
硬实时任务（Hard Real-time Task） 软实时任务（Soft Real-time Task）
实时操作系统
分类： 第一类：实时过程控制
工业控制，军事控制，... 第二类：实时通信（信息）处理
电讯（自动交换），银行，飞机订票 股市行情
设备驱动程序（Device Drivers）
存储器管理器（Memory Manager）
调度和分派程序（Scheduler and Dispatcher）
5.4 系统的引导
现代操作系统处理的难题(1)
进程（Process）
对正在运行的程序的抽象 一个进程至少包括三部分内容：
一段可执行的程序 程序的相关数据：变量、工作空间和缓冲区等 程序执行的上下文环境，即进程的状态
4.1 操作系统的功能
3、设备管理 操作系统应该向用户提供设备管理。设备
管理是指对计算机系统中所有输入输出设备 (外部设备)的管理。设备管理不仅涵盖了进行 实际I/O操作的设备，还涵盖了诸如设备控制 器、通道等输入输出支持设备。
4.1 操作系统的功能
4、文件管理 系统中的信息资源(如程序和数据)是以文件的形式
操作系统培训资料
情感计算与交互
结合人工智能和心理学理论， 识别和理解用户情感，提供更 加个性化的交互体验。
多通道融合交互
整合语音、文字、图像等多种 信息输入方式，提供更加全面
、准确的交互方式。
05 网络通信与安全性保障
网络通信协议栈结构解析
协议栈概述
网络通信协议栈是网络通信的基础，包括物理层、数据链路层、 网络层、传输层和应用层等层次。
全性和保密性。
防火墙与入侵检测
02
通过配置防火墙和入侵检测系统，可以防止未经授权的访问和
网络攻击。
安全协议与标准
03
采用安全协议（如SSL/TLS）和遵循安全标准（如ISO 27001），
可以进一步提高网络通信的安全性。
06 应用程序开发与运行环境 支持
应用程序编程接口（API）设计原则
一致性
API设计应保持一致性，遵循统一的 命名规范、参数传递方式和错误处理 机制，降低学习和使用难度。
02
实践项目经验积累
通过参与实际项目或模拟实验， 将理论知识应用于实践中，加深 对操作系统原理和设计方法的理 解。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
常见操作系统类型
01
02
03
04Βιβλιοθήκη 桌面操作系统如Windows、macOS和 Linux等，主要用于个人计算
机。
服务器操作系统
如Windows Server、Linux 发行版等，用于提供网络服务
和管理企业资源。
移动操作系统
如Android和iOS等，专为手 机和平板电脑等移动设备设计
。
嵌入式操作系统
RPC实现原理
RPC采用客户机/服务器模式，客 户机调用进程发送一个有进程参 数的调用信息到服务进程，然后
ISO14001环境管理体系内审、外审操作实务培训(PPT 60页)
湖北航天国际工程公司
ISO14001：2004质量环境体系 公司内审员培训专题教程
中国环境质量认证辅导中心
1
环境审核术语定义
环境审核：
客观地获取审核证据并予以评价，以判断 特定的环境活动、事件、状况、管理体系，或 有关上述事项的信息是否符合审核准则的一个 系统化并形成文件的验证过程。
2
环境管理体系审核
12
环境管理体系内审
EMS年度审核计划（滚动审核）:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
总经理
环境代表 生产部 动力设备部 营销部 办公室 品管部 编制：
审核：
批准：
13
环境管理体系外审
EMS审核计划:
不论是采用集中式审核还是滚动式审核, 均应在一个 审核周期(1年或半年)覆盖所有部门和要素. 年度审 核计划应由最高管理者或管理代表批准实施, 必要 时可在执行过程中按程序要求调整, 调整后计划仍 需得到批准才能实施.
式
10
环境管理体系内审
EMS年度审核计划（集中审核）:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
总经理
环境代表 生产部 动力设备部 营销部 办公室 品管部 编制：
审核：
批准：
11
环境管理体系内审
EMS审核计划:
2) 滚动审核 滚动审核是指组织每月对1个(或几个)部门(或要
素)进行一次审核, 逐月开展, 每年或半年应覆盖所有 部门(或要素)一次. 这种方式的特点是审核时间短, 且灵活, 人员召集方便, 缺点是缺乏系统性, 难以从 深层次发现问题.
6.首次会议时间: 8月20日上午8:30 ～9:00 7.末次会议时间: 8月21日下午17:30 ～18:00
ISO14001：2004质量环境体系 公司内审员培训专题教程
中国环境质量认证辅导中心
1
环境审核术语定义
环境审核：
客观地获取审核证据并予以评价，以判断 特定的环境活动、事件、状况、管理体系，或 有关上述事项的信息是否符合审核准则的一个 系统化并形成文件的验证过程。
2
环境管理体系审核
12
环境管理体系内审
EMS年度审核计划（滚动审核）:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
总经理
环境代表 生产部 动力设备部 营销部 办公室 品管部 编制：
审核：
批准：
13
环境管理体系外审
EMS审核计划:
不论是采用集中式审核还是滚动式审核, 均应在一个 审核周期(1年或半年)覆盖所有部门和要素. 年度审 核计划应由最高管理者或管理代表批准实施, 必要 时可在执行过程中按程序要求调整, 调整后计划仍 需得到批准才能实施.
式
10
环境管理体系内审
EMS年度审核计划（集中审核）:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
总经理
环境代表 生产部 动力设备部 营销部 办公室 品管部 编制：
审核：
批准：
11
环境管理体系内审
EMS审核计划:
2) 滚动审核 滚动审核是指组织每月对1个(或几个)部门(或要
素)进行一次审核, 逐月开展, 每年或半年应覆盖所有 部门(或要素)一次. 这种方式的特点是审核时间短, 且灵活, 人员召集方便, 缺点是缺乏系统性, 难以从 深层次发现问题.
6.首次会议时间: 8月20日上午8:30 ～9:00 7.末次会议时间: 8月21日下午17:30 ～18:00
计算机科学导论 第七章 操作系统
作业都是程序，但并不是所有的程 序都是作业;
二、状态图
三、调度器：作业调度器和进程调度器 1、作业调度器
将一个作业从保持状态转入到就绪状态，或从运 行状态转入终止状态 即负责从作业中建立一个进程和终止一个进程
保持
作业调度器
终止
2、进程调度器
将一个进程从一个状态转入另一个状态
四、队列 计算机资源是有限的，和很多作业和进程都需 要使用计算机的资源。那么，谁先使用？何时 使用？怎么办？
7.2 演化
操作系统的发展过程 一、无操作系统的计算机系统（1945-50年代中期） 1. 人工操作方式
2. 脱机输入输出方式
1. 人工操作方式
工作流程：
（1）由程序员事先穿孔（对应程序和数据）
（2）将穿孔的纸带（卡片）装入纸带（卡片)输入机 （3）再启动输入机将程序和数据输入计算机 （4）然后启动计算机运行 （5）运行完毕取走计算机结果 （6）下一位用户
2、饥饿
这种情况与死锁相反。由于OS对于资源控制过严， 只有在所需要的资源都准备好后才能执行。限制太 多，造成永远得不到资源。 P136 图7-18
设备管理器
主要任务：监视I/O设备，保证其正常运行 维护I/O设备队列 控制I/O设备访问策略
文件管理器
主要任务：文件访问权限控制 文件的创建、删除、修改 文件的命名 存储管理，存在那儿？如何存？ 归档与备份
共享主机：多个用户都希望以“独占”方式共享一台计算 机。
方便上机：用户希望有一个终端设备直接将作业传递给计 算中心主机，并能直接对其作业控制。
三、分时系统
分时系统示意图
计算机硬件 分时操作系统
响应时间
…
123 n 时间片
二、状态图
三、调度器：作业调度器和进程调度器 1、作业调度器
将一个作业从保持状态转入到就绪状态，或从运 行状态转入终止状态 即负责从作业中建立一个进程和终止一个进程
保持
作业调度器
终止
2、进程调度器
将一个进程从一个状态转入另一个状态
四、队列 计算机资源是有限的，和很多作业和进程都需 要使用计算机的资源。那么，谁先使用？何时 使用？怎么办？
7.2 演化
操作系统的发展过程 一、无操作系统的计算机系统（1945-50年代中期） 1. 人工操作方式
2. 脱机输入输出方式
1. 人工操作方式
工作流程：
（1）由程序员事先穿孔（对应程序和数据）
（2）将穿孔的纸带（卡片）装入纸带（卡片)输入机 （3）再启动输入机将程序和数据输入计算机 （4）然后启动计算机运行 （5）运行完毕取走计算机结果 （6）下一位用户
2、饥饿
这种情况与死锁相反。由于OS对于资源控制过严， 只有在所需要的资源都准备好后才能执行。限制太 多，造成永远得不到资源。 P136 图7-18
设备管理器
主要任务：监视I/O设备，保证其正常运行 维护I/O设备队列 控制I/O设备访问策略
文件管理器
主要任务：文件访问权限控制 文件的创建、删除、修改 文件的命名 存储管理，存在那儿？如何存？ 归档与备份
共享主机：多个用户都希望以“独占”方式共享一台计算 机。
方便上机：用户希望有一个终端设备直接将作业传递给计 算中心主机，并能直接对其作业控制。
三、分时系统
分时系统示意图
计算机硬件 分时操作系统
响应时间
…
123 n 时间片
第二章 Windows 7操作系统
流，如键盘、打印机等设备。 块设备：以块为单位传输数据，通常为
512B～32KB，如硬盘、光盘等外存设备。
24
设备分类
在多用户多任务环境下，外部设备必然要被多个用户 程序竞争占用。按设备的共享属性分为：
独占设备：指在一段时间内只能供一个任务单独使用 的设备，如打印机、扫描仪、键盘等。
共享设备：指允许多个任务同时使用的设备，如磁盘。 虚拟设备：将独占设备虚拟成可以共享的逻辑设备，
延时，保证即时性和高可靠性，如金融投资决策、军 事指挥控制、导弹飞行控制等。 嵌入式操作系统〔EOS) 嵌入在各种智能家电、汽车控制系统、智能工控系统、 智能医疗设备等装置中，
11
操作系统的分类
移动设备操作系统 智能 和平板电脑等手持设备安装的操作系
统。 一般都认为它们属于嵌入式设备，但由于它
18
内存管理
寻址空间：
处理器寻找地址的范围是根据设计时地址总线宽度设 定的，如地址总线宽带为36位，就是处理器排布了36 根连接内存的信号线，那么寻址空间为236=64GB。
物理地址：
安装的物理内存按顺序编号，所有单元地址就构成了 一维的线性地址空间，这种内存地址与实际存储单元 一一对应，称为物理地址，或称为绝对地址。
位于硬盘第一个物理扇区的主引导记录，然后将 系统控制权交给主引导记录 引导程序将操作系统的初始化文件、内核文件等 装入到内存，并将CPU控制权移交操作系统内核。 内核载入并运行后，进行一些必要的初始化工作， 如内存分区、创立必须的系统进程等工作，
(1)命令行界面操作系统。例如MSDOS、 Novell Netware。
(2)图形用户界面操作系统。例如Windows。
操作系统的分类 按是否能够运行多个任务进行分类
512B～32KB，如硬盘、光盘等外存设备。
24
设备分类
在多用户多任务环境下，外部设备必然要被多个用户 程序竞争占用。按设备的共享属性分为：
独占设备：指在一段时间内只能供一个任务单独使用 的设备，如打印机、扫描仪、键盘等。
共享设备：指允许多个任务同时使用的设备，如磁盘。 虚拟设备：将独占设备虚拟成可以共享的逻辑设备，
延时，保证即时性和高可靠性，如金融投资决策、军 事指挥控制、导弹飞行控制等。 嵌入式操作系统〔EOS) 嵌入在各种智能家电、汽车控制系统、智能工控系统、 智能医疗设备等装置中，
11
操作系统的分类
移动设备操作系统 智能 和平板电脑等手持设备安装的操作系
统。 一般都认为它们属于嵌入式设备，但由于它
18
内存管理
寻址空间：
处理器寻找地址的范围是根据设计时地址总线宽度设 定的，如地址总线宽带为36位，就是处理器排布了36 根连接内存的信号线，那么寻址空间为236=64GB。
物理地址：
安装的物理内存按顺序编号，所有单元地址就构成了 一维的线性地址空间，这种内存地址与实际存储单元 一一对应，称为物理地址，或称为绝对地址。
位于硬盘第一个物理扇区的主引导记录，然后将 系统控制权交给主引导记录 引导程序将操作系统的初始化文件、内核文件等 装入到内存，并将CPU控制权移交操作系统内核。 内核载入并运行后，进行一些必要的初始化工作， 如内存分区、创立必须的系统进程等工作，
(1)命令行界面操作系统。例如MSDOS、 Novell Netware。
(2)图形用户界面操作系统。例如Windows。
操作系统的分类 按是否能够运行多个任务进行分类
计算机基础培训PPT课件
计算机基础培训PPT 课件
2024/1/28
1
目录
2024/1/28
• 计算机基础知识 • 操作系统与应用软件 • 办公软件操作技巧 • 网络基础知识与互联网应用 • 编程语言与算法基础 • 数据库基础知识与应用
2
01
计算机基础知识
2024/1/28
3
计算机的组成与分类
硬件
包括中央处理器、内存、输入/输出设备等。
外存储器（硬盘、U盘等 ）：长期保存数据和程序 的设备，容量大、价格低 。
输入设备（键盘、鼠标等 ）：将用户输入的数据和 程序转换为计算机可以识 别的信号。
10
输出设备（显示器、打印 机等）：将计算机处理后 的结果以人类可读的形式 展现出来。
计算机软件系统
2024/1/28
01
系统软件
管理计算机硬件和应用软件，提供基本功能的软件，如 操作系统、数据库管理系统等。
37
常见算法介绍及实现方法
插入排序
归并排序等
查找算法
2024/1/28
38
常见算法介绍及实现方法
顺序查找 二分查找等 图论算法
2024/1/28
39
常见算法介绍及实现方法
2024/1/28
01
最短路径算法（Dijkstra、Floyd 等）
02
最小生成树算法（Prim、Kruskal 等）等
40
2024/1/28
互联网的发展
经历了从ARPANET到 NSFNET，再到商业化发 展的过程，逐渐形成了全 球性的互联网。
互联网的特点
具有全球性、开放性、交 互性、信息海量等特点。
24
常见的网络服务与应用
常见的网络服务
2024/1/28
1
目录
2024/1/28
• 计算机基础知识 • 操作系统与应用软件 • 办公软件操作技巧 • 网络基础知识与互联网应用 • 编程语言与算法基础 • 数据库基础知识与应用
2
01
计算机基础知识
2024/1/28
3
计算机的组成与分类
硬件
包括中央处理器、内存、输入/输出设备等。
外存储器（硬盘、U盘等 ）：长期保存数据和程序 的设备，容量大、价格低 。
输入设备（键盘、鼠标等 ）：将用户输入的数据和 程序转换为计算机可以识 别的信号。
10
输出设备（显示器、打印 机等）：将计算机处理后 的结果以人类可读的形式 展现出来。
计算机软件系统
2024/1/28
01
系统软件
管理计算机硬件和应用软件，提供基本功能的软件，如 操作系统、数据库管理系统等。
37
常见算法介绍及实现方法
插入排序
归并排序等
查找算法
2024/1/28
38
常见算法介绍及实现方法
顺序查找 二分查找等 图论算法
2024/1/28
39
常见算法介绍及实现方法
2024/1/28
01
最短路径算法（Dijkstra、Floyd 等）
02
最小生成树算法（Prim、Kruskal 等）等
40
2024/1/28
互联网的发展
经历了从ARPANET到 NSFNET，再到商业化发 展的过程，逐渐形成了全 球性的互联网。
互联网的特点
具有全球性、开放性、交 互性、信息海量等特点。
24
常见的网络服务与应用
常见的网络服务
环境分析(PPT 104页)
5
尽管Lisa从财务角度看并不成功，但这个 里程碑式的产品却为基于图形用户界面 的软件定下了行业标准。Lisa技术为更先 进的麦金托什机（Macintosh）产品奠定 了基础，这款产品于1984年1月24日推出。 麦金托什机有图标，下拉菜单，视窗和 鼠标，它为该行业简化使用确立了新标 准，这些标准沿用至今。
6
1985年，乔布斯在管理公司的竞选中失 败并辞职，斯库利（Sculley）成为苹果 公司的领导者。乔布斯新开了一家计算 机公司NeXT，同时沃斯尼亚克也辞职开 了一家发展家用影像产品的公司。
7
到1990年，市场上充斥着各种配置的个 人电脑克隆产品，苹果公司仍是惟一销 售Macs的公司。5月末，微软推出了 Windows 3.0，这个系统事实上可在世界 上所有克隆个人电脑上运行。
39
然而谈到苹果公司的用户，希望就永远 存在。即使全美国都倒向微软、英特尔， 苹果公司的个人用户仍然会忠于该公司。 苹果公司对消费者来说不只是一家公司， 他们当中一些人对它怀有宗教式的热爱。
40
苹果公司在世界上变化最快的市场中竞 争。计算机以令人眩晕的速度变得越来 越快，越来越便宜，做得好的公司都是 那些能适应变化的公司。苹果公司是极 少数经营糟糕的大公司之一。在计算机 行业中它很特别，因为它同时在计算机 市场和操作系统市场上竞争。
1997年，苹果公司推出了操作系统8，这 是针对麦金托什个人电脑设计的新操作 系统，是自1984年推出该系统以来最重 要的Mac操作系统升级。销售非常强劲， 是公司预期的4倍。该公司还开始通过在 线商店直接向美国的最终用户销售多种 产品。
18
1998年，为了触动成长中的计算机消费 市场，苹果公司推出了iMac，该公司称 之为“互连网时代计算机，为美国其他 人设计”。iMac是一款成本很低的计算 机，代表公司在消费者市场上重新定位。 该公司也简化了产品线，并减少了批发、 零售合作者的数量。苹果公司为用户尽 心竭力使公司出现了惊人的恢复。
尽管Lisa从财务角度看并不成功，但这个 里程碑式的产品却为基于图形用户界面 的软件定下了行业标准。Lisa技术为更先 进的麦金托什机（Macintosh）产品奠定 了基础，这款产品于1984年1月24日推出。 麦金托什机有图标，下拉菜单，视窗和 鼠标，它为该行业简化使用确立了新标 准，这些标准沿用至今。
6
1985年，乔布斯在管理公司的竞选中失 败并辞职，斯库利（Sculley）成为苹果 公司的领导者。乔布斯新开了一家计算 机公司NeXT，同时沃斯尼亚克也辞职开 了一家发展家用影像产品的公司。
7
到1990年，市场上充斥着各种配置的个 人电脑克隆产品，苹果公司仍是惟一销 售Macs的公司。5月末，微软推出了 Windows 3.0，这个系统事实上可在世界 上所有克隆个人电脑上运行。
39
然而谈到苹果公司的用户，希望就永远 存在。即使全美国都倒向微软、英特尔， 苹果公司的个人用户仍然会忠于该公司。 苹果公司对消费者来说不只是一家公司， 他们当中一些人对它怀有宗教式的热爱。
40
苹果公司在世界上变化最快的市场中竞 争。计算机以令人眩晕的速度变得越来 越快，越来越便宜，做得好的公司都是 那些能适应变化的公司。苹果公司是极 少数经营糟糕的大公司之一。在计算机 行业中它很特别，因为它同时在计算机 市场和操作系统市场上竞争。
1997年，苹果公司推出了操作系统8，这 是针对麦金托什个人电脑设计的新操作 系统，是自1984年推出该系统以来最重 要的Mac操作系统升级。销售非常强劲， 是公司预期的4倍。该公司还开始通过在 线商店直接向美国的最终用户销售多种 产品。
18
1998年，为了触动成长中的计算机消费 市场，苹果公司推出了iMac，该公司称 之为“互连网时代计算机，为美国其他 人设计”。iMac是一款成本很低的计算 机，代表公司在消费者市场上重新定位。 该公司也简化了产品线，并减少了批发、 零售合作者的数量。苹果公司为用户尽 心竭力使公司出现了惊人的恢复。
计算机操作系统第四版 汤小丹 教案 PPT
图1-3 脱机I/O示意图
1.2.2 单道批处理系统 1. 单道批处理系统(Simple Batch Processing System)
的处理过程 为实现对作业的连续处理，需要先把一批作业以脱机方
式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序(Monitor)，在它 的控制下，使这批作业能一个接一个地连续处理。
1.3.3 虚拟(Virtual) 1. 时分复用技术 (1) 虚拟处理机技术。 (2) 虚拟设备技术。
2. 空分复用技术 20世纪初，电信业中就已使用频分复用技术来提高信 道的利用率。它是指将一个频率范围比较宽的信道划分成 多个频率范围较窄的信道(称为频带)，其中的任何一个频带 都仅供一对用户通话。早期的频分复用技术只能将一条物 理信道划分为几条到几十条话路，后来又很快发展到成千 上万条话路，每条话路供一对用户通话。再后来在计算机 中也把空分复用技术用于对存储空间的管理，用以提高存 储空间的利用率。
第一章 操作系统引论
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
10
图1-2 I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节
1.1.3 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. 方便用户 3. 器件的不断更新换代 4. 计算机体系结构的不断发展 5. 不断提出新的应用需求
1.2.5 实时系统(Real Time System) 1. 实时系统的类型 随着计算机应用的普及，实时系统的类型也相应增多，
下面列出当前常见的几种： (1) 工业(武器)控制系统。 (2) 信息查询系统。 (3) 多媒体系统。 (4) 嵌入式系统。
2. 实时任务的类型 (1) 周期性实时任务和非周期性实时任务。 (2) 硬实时任务和软实时任务。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
特权指令和非特权指令
特权指令：只能由操作系统使用的指令 • 使用多道程序设计技术的计算机指令系统必
须要区分为特权指令和非特权指令
• CPU如何知道当前运行的是操作系统还是一 般应用软件？ 有赖于处理器状态
处理器的状态
多数系统将处理器工作状态划分为管态和目态：
管态：操作系统管理程序运行的状态，较高的特权 级别，又称为特权态（特态）、系统态 、核心态
到破坏 • 操作系统本身也要存放在主存储器中并运行
一、存储器类型：
RAM 和 ROM
二、存储系统的层次结构：存储访问的局部性原理
速度
寄存器
条件位： C： 进位标志位 Z： 结果为零标志位
V： 溢出标志位 N： 结果为负标志位
I0 – I2：三位中断屏蔽位 S：CPU状态标志位，为1处于管态，为0处于目态 T：陷阱（Trap）中断指示位为1，
在下一条指令执行后引起自陷中断
CPU状态的转换
目态--管态 其转换的唯一途径是通过中断
管态--目态 可用设置PSW(修改程序状态字)实现
指令执行的基本过程（1）
两个步骤：
• 先从存储器中每次读取一条指令 • 然后执行这条指令 一个单条指令处理过程称为一个指令周期 程序的执行是由不断取指和执行的指令周期组成
指令执行的基本过程（2）
• 每个指令周期开始时，依据在程序计数器中的指 令地址从存储器中取一条指令
• 在取指完成后根据指令类别自动将程序计数器的 值变成下条指令的地址
目态：用户程序运行时的状态，较低的特权级别， 又称为普通态（普态）、用户态
有些系统将处理器状态划分核心状态，管理状态和 用户程序状态（目标状态）三种
实例：x86系列处理器
• 386、486、Pentium系列都支持4个处理器特权 级别（特权环：R0、R1、R2和R3）
• 从R0到R3特权能力依次降低 • R0相当于双状态系统的管态 • R3相当于目态 • R1和R2则介于两者之间，它们能够运行的指令
1.8 操作系统的运行环境
1.8.1 中央处理器CPU
一、CPU的构成与基本工作方式：
CPU包含：运算器、控制器、寄存器、高速缓存。
处理器
数据寄存器 地址寄存器 控制和状态寄存器
PC IR PSW
高速缓存Cache
运算器
控制器
总线
内存
运算器实现指令中的算术和逻辑运算，是计算机计 算的核心。 控制器负责控制程序运行的流程，包括取指令、维 护CPU状态、CPU与内存的交互等等。 寄存器是指令在CPU内部作处理的过程中暂存数据、 地址以及指令信息的存储设备，在计算机的存储系 统中它具有最快的访问速度。 高速缓存处于CPU和物理内存之间，一般由控制器中 的内存管理单元（MMU：Memory Management Unit） 管理，访问速度快于内存，低于寄存器。利用程序 局部性原理使得高速指令处理和低速内存访问得以 匹配，从而提高CPU的效率。
明当前在CPU上执行的是操作系统还是一般 用户程序，从而决定其是否可以使用特权指 令或拥有其它的特殊权力
• 条件码——反映指令执行后的结果特征 • 中断屏蔽码——指出是否允许中断
例1：微处理器M68000的程序状态字
1 1 1 1 11 9876543210
543210
TS
I2 I1 I0
XNZVC
集合具有包含关系：
IR 0 IR 1 IR 2 IR 3
四个级别运行不同类别的程序：
• R0-运行操作系统核心代码 • R1-运行关键设备驱动程序和I/O处理例程 • R2-运行其它受保护共享代码，如语言系统运行环
境
• R3-运行各种用户程序 现有基于x86处理器的操作系统，如UNIX、Linux以
• 数据寄存器（data register）又称通用寄存器 • 地址寄存器（address reห้องสมุดไป่ตู้ister）用于存储数据及指
令的物理地址。如index register、segment pointer、 stack pointer
控制和状态寄存器
• 用于控制处理器的操作 • 大部分对于用户是不可见的 • 一部分可以在某种特权模式（由OS使用）下
处理器中的寄存器
• 寄存器提供了一定的存储能力 • 速度比主存快得多 • 造价高，容量一般都很小
两类寄存器： • 用户可见寄存器 高级语言编译器通过算法分配
并使用之，以减少程序访问主存次数。 • 控制和状态寄存器 用于控制处理器的操作，由
OS的特权代码使用，以控制其它程序的执行。
用户可见寄存器
• 机器语言（汇编语言）直接引用 • 包括数据寄存器、地址寄存器等
思考题
• 什么是管态，什么是目态，为什么要区分二态？ 你认为用什么方法可以区分二态？
• 在什么情况下处理机的状态会从目态转换到管 态？如何实现这种转换？
1.8.2 存储系统
• 作业必须把它的程序和数据存放在内存中才能运行 • 多道程系统中，若干个程序和相关的数据要放入主存
储器 • 操作系统要管理、保护程序和数据，使它们不至于受
• 取到的指令放在指令寄存器（IR）中 • 处理器解释并执行所要求的动作
5类指令
• 访问存储器指令： 处理器和存储器间数据传送
• I/O指令： 处理器和I/O设备间数据传送和命令发送
• 算术逻辑指令（数据处理指令）： 执行数据算术和逻辑操作
• 控制转移指令： 指定一个新的指令的执行起点
• 处理器控制指令： 修改处理器状态，改变处理器工作方式
访问
常见的控制和状态寄存器
• 程序计数器（PC：Program Counter）， 记录将要取出的指令的地址
• 指令寄存器（IR：Instruction Register）， 包含最近取出的指令
• 程 序 状 态 字 （ PSW ： Program Status Word），记录处理器的运行模式信息等 等
及Windows系列大都只用了R0和R3两个特权级别
图：Intel 系列CPU的特权级别
管态和目态的差别
处理器处于管态时： • 全部指令（包括特权指令）可以执行 • 可使用所有资源 • 并具有改变处理器状态的能力
处理器处于目态时： • 只有非特权指令能执行
程序状态字PSW
PSW (Program Status Word ): • CPU的状态——指明管态还是目态，用来说