大基4-2：操作系统

操作系统可启动计算机并管理文件系统。操作系统可以支持多个用户、任务 或 CPU。
操作系统的作用
① 提高系统资源的利用效率。 ② 提供方便友好的用户界面。 ③ 提供软件开发和运行的环境。
操作系统的分类
1 支持的用户数目分类
➢ 单用户操作系统 ➢ 多用户操作系统
2 特点分类
➢ 批处理操作系统 ➢ 分时操作系统 ➢ 实时操作系统
大学计算机
第4章 计Байду номын сангаас机软件基础
４.2 操作系统
４.2.1 操作系统的概念
操作系统的定义 ➢ 操作系统(OperatingSystem)是管理系统资 源、控制程序执行、改善人机界面、提供 各种服务,并合理组织计算机工作流程， 为用户提供方便而有效地使用计算机良好 运行环境的最基本的系统软件。 ➢ 操作系统在计算机系统中占有特殊的重要 地位。
网络操作系统：是用来管理连接在计算机网络上的多个独立计算机 系统，使它们在各自原来OS的基础上实现相互间的数据交换、资 源共享、相互操作等网络管理和网络应用的操作系统。如UNIX、 NETWARE、WINDOWS NT
分布式操作系统：是通过通信网络将物理上分布存在的、具有独 立运算功能的数据处理系统或计算机系统连接起来，实现信息交 换、资源共享和协作完成任务的系统。管理系统中的全部资源， 为用户提供统一的界面，强调分布式计算和处理。从物理连接上 看，与网络系统十分相似，与一般网络系统的主要区别表现在： 当操作人员向系统发出命令后能迅速得到处理结果，但运算处理 是在系统中的哪台计算机上完成的操作人员并不知道。
多用户操作系统：能够支持多个用户共同使用一套计算机的OS 。通过在一台计算机上连接若干终端，使得多个用户能同时通 过这些终端使用该主机进行工作。如Unix 、Linux、 VAX-VMS
批处理操作系统：批处理是指在计算机运行过程中，用户可以将一个 或多个作业交给OS，在运行过程中用户不需干预，系统可自动运行作 业直到结束。其主要特点是用户可脱机使用计算机和成批处理，提高 了资源的利用率和系统的吞吐量。
嵌入式操作系统：是运行在嵌入式智能芯片环境中，对整 个智能芯片以及它所操作、控制的各种部件装置资源进行 统一协调、调度、指挥和控制的系统软件。
４.2.2 操作系统的功能
操作系统的主要任务是对系统中的软件、硬件实施有效的 管理，以提高系统资源（主要包括处理机、主存储器和外 存储器、文件系统）的利用率。
4.2.3 常用操作系统
DOS操作系统 DOS（Disk Operating System），称为磁盘操作系统。DOS系统
设备管理功能
设备管理的主要目标是方便用户使用设备、提高CPU与I/O设备 利用率。
主要包括： –设备分配：按一定策略和设备使用情况，分配并回收设备。 –缓冲区管理：设立I/O缓冲区，并对缓冲区进行有效管理。 –设备驱动：实现CPU和设备控制器之间的通讯。 –设备无关性：设备无关性又称设备独立性，指应用程序独 立于物理设备，使用户编程与实际使用的设备无关，增强 了可移植性。
➢ 网络操作系统
3 计算机的体系结构分类 ➢ 分布式操作系统
➢ 嵌入式操作系统
单用户操作系统：只能支持一个用户使用一台计算机的OS，这 个用户占用计算机的全部软硬件资源。根据在一台计算机上能 否同时执行多项任务又分为单任务（DOS、Windows 3.x、OS/2 ）和多任务OS（Windows xp、Win7）。
文件管理功能
文件管理是对用户文件和系统文件进行管理，解决文件资源的 存储、共享、保密和保护。
包括以下方面： –文件存储空间管理：解决如何存放信息，以提高空间利用 率和读写性能。 –文件操作的一般管理：包括文件的创建、删除、打开、关 闭等。 –文件目录管理：为每一文件建立目录项，并对目录实施有 效的组织与管理。 –文件的读写管理和存取控制：根据用户的请求,进行数据的 读写；另外, 解决信息安全问题。
处理机管理功能
处理机管理可归结为进程管理，进程是一个动态的过程,是一 个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动, 是操作系统进行资源调度和分配的独立单位。
处理机管理功能包括以下方面： –进程调度。从就绪的进程队列中选择一个进程并把处理机 分配给它。 –进程控制。创建进程，撤销进程，控制进程的运行状态转 换和进程间通信等功能。 –进程通讯。负责进程间的信息交换。
操作系统 (OS) 有很多种功能。它的主要任务之一是充当用户与连接到计算机 的硬件之间的界面。操作系统还控制着其他功能： 软件资源 内存分配和所有外围设备 计算机应用软件的通用服务
从数字手表到计算机，几乎所有计算机都需要操作系统才能操作，操作系统 由此得名。
要了解操作系统的功能，首先必须了解一些基本术语。在描述操作系统时， 经常使用以下术语： 多用户 - 具有个人帐户的两个或多个用户可以同时使用程序和外围设备。 多任务 - 计算机可以同时操作多个应用。 多重处理 - 操作系统可支持两个或多个 CPU。 多线程 - 可将一个程序划分为多个更小的部分，然后由操作系统根据需要进 行加载。多线程允许同时运行一个程序的不同部分。
分时操作系统：指一台主机上挂有多个终端，OS按预先分配给各个终 端的时间片轮流为各个终端服务，使各个终端用户分时共享系统资源 。分式系统一般具有交互功能，用户可以随时进行人机对话，因此用 户感觉好象自己独占了整台计算机。如UNIX。
实时操作系统：是一种时间性强、反应快速的OS，它对外部输入 的信息能在规定的时间内处理完毕并输出结果。一般用于对时间响 应速度要求很高的控制领域。
主要功能如下： 存储器管理 处理机管理 设备管理 文件管理
存储器管理功能
– 内存分配。为每道程序分配内存空间，并在作业结束后收回其所 占用内存。
– 地址转换。把程序中的逻辑地址转换为内存中真实的物理地址。 – 内存的共享与保护。内存共享机制通过保证不同用户的程序能够
共同访问公共程序所占的内存区,以节省内存空间和保持数据的 一致性；内存的保护可以确保每道用户程序都在自己的内存空间 中运行，互不干扰。 – 内存扩充。通过建立虚拟存储系统来实现内存逻辑上的扩充。