操作系统 ]2操作系统导论PPT课件
相关主题
- 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)。
大型机：资源利用率最大化 台式机：支持商业应用、游戏、通信，使
用方便，性能好，资源利用率是次要的 便携机：可用性，节能优于效率 嵌入式计算机：智能化，操作便捷
推动操作系统发展的动力
计算机系统资源利用率：多道批处理、多 用户
用户层面：人机交互、图像界面 硬件更新换代：8位机到64位机 计算机体系结构发展：多处理机、网络 新的应用需求：多媒体
2、单道批处理系统
把一批作业以脱 机方式输入到磁 带上
在系统中配上监 督程序使作业能 连续处理
内存中始终只保 持一道作业
2、单道批处理系统
缺点：内存中始终只保持一道作业，当该 程序处于I/O请求时，CPU处于等待状态。 因I/O设备的低速性，更使CPU的利用率显 著降低。
下图中，t2—t3、t6—t7 CPU空闲：
Baidu Nhomakorabea 特点：及时性要求高，系统可靠性高
5、实时系统
实时系统的类型
工业（武器）控制系统 信息查询系统 多媒体系统 嵌入式系统
5、实时系统
实时任务的类型
周期性和非周期性实时任务 硬实时任务和软实时任务：硬实时任务指系统
必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出 现难以预测的后果。软实时任务也存在截止时 间，但并不严格，若偶尔超过截止时间，对系 统产生的影响不会太大。
多道批处理系统需要操作系统实现
➢ 有效地组织和管理计算机硬件和软件资源 ➢ 合理地对各类作业进行调度 ➢ 方便用户使用程序
4、分时系统
在一台主机上连接了多个配有显示器和键 盘的终端
允许多个用户同时通过自己的终端以交互 方式使用计算机，共享主机中的资源
及时响应用户命令
5、实时系统
系统能及时响应外部事件的请求，在规定 的时间内完成对该事件的处理，并控制所 有实时任务协调一致地运行。
将纸带（或卡片）上的程序和数据输入计算机 启动计算机运行 程序运行完毕，取走计算结果 下一个用户上机。
1、未配置操作系统的计算机系 统
人工操作方式的缺点:
用户独占全机：即一台计算机的全部资源由上 机用户所独占；
CPU等待人工操作：当用户进行装带（卡）、 卸带（卡）等人工操作时，CPU及内存等资源 是空闲的。
两个或多个事件，在同一时间间隔内发生。 在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程序只能顺序执行。 在为计算程序和I/O程序分别建立一个进程 后，这两个进程就可以并发执行。 进程：系统中能独立运行并作为资源分配 的基本单位，它是由一组机器指令、数据 和堆栈等组成的，是独立运行的活动实体。
操作系统导论
操作系统概述 操作系统的发展历程 操作系统的特点 操作系统的主要功能
操作系统的特点
批处理系统有着高的资源利用率和系统吞 吐量；分时系统能获得及时响应；实时系 统具有实时特征。除此之外，它们还共同 具有以下特点：并发、共享、虚拟、异步、 多线程、微内核、网络化、多媒体。
1、并发性
1、未配置操作系统的计算机系 统
脱机输入/输出方式的优点:
减少了CPU的空闲时间：装带、卸带，以及将 数据从低速I/O设备，送到高速磁带上（或反 之）的操作，都是在脱机情况下由外围机完成 的，并不占用主机时间，从而有效地减少了 CPU的空闲时间。
提高了I/O速度：当CPU在运行中需要输入数 据时，是直接从高速的磁带上将数据输入到内 存的，极大地提高了I/O速度，从而进一步减 少了CPU的空闲时间。
人工操作方式严重降低了计算机资源的利 用率，此即所谓的人机矛盾。
1、未配置操作系统的计算机系
统
② 脱机输入/输出方式
事先将装有用户程序和数据的纸带，装入纸带输入机， 在一台外围机的控制下，把纸带（卡片）上的数据 （程序）输入到磁带上。
当CPU需要这些程序和数据时，从磁带上高速地调入内 存。类似地，当CPU需要输出时，可先由CPU把数据直 接从内存高速地送到磁带上，然后再在另一台外围机 的控制下，将磁带上的结果通过相应的输出设备输出。
2. 系统吞吐量大 ：CPU和其它资源保持“忙碌” 状态；仅当作业完成时或运行不下去时才进 行切换，系统开销小。
3. 平均周转时间长：作业要排队依次进行处理 4. 无交互能力：用户把作业提交给系统后，不
能与作业进行交互，这对修改和调试程序是 极不方便的。
3、多道批处理系统
需要解决的问题：
➢ 争用处理机问题 ➢ 内存分配和保护问题 ➢ I/O设备分配问题 ➢ 文件的组织和管理问题 ➢ 作业管理问题 ➢ 用户与系统的接口问题
2、共享性
系统中的资源，可供内存中多个并发执行 的进程共同使用。
实现资源共享的方式：
1. 互斥共享方式：打印机、磁带机等资源在一 段时间内，只允许一个进程访问。
2. 同时访问方式：磁盘设备等资源允许在一段 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。
二、操作系统导论
操作系统导论
操作系统概述 操作系统的发展历程 操作系统的特点 操作系统的主要功能
计算机系统的逻辑结构
硬件包括CPU、内存、I/O设备等
操作系统的作用
介于硬件和用户之间的程序，又称为内核 管理计算机资源 为应用程序提供基础
IE、WMP算操作系统吗？
操作系统的目标
操作系统导论
操作系统概述 操作系统的发展历程 操作系统的特点 操作系统的主要功能
操作系统的发展历程
1. 未配置操作系统的计算机系统 2. 单道批处理系统 3. 多道批处理系统 4. 分时系统 5. 实时系统
1、未配置操作系统的计算机系 统
① 人工操作方式
由程序员将事先已穿孔的纸带（或卡片），装 入纸带输入机（或卡片输入机）
3、多道批处理系统
用户提交的作业存放在外存上，形成“后 备队列”。
作业调度程序从后备队列中选择若干个作 业调入内存。
当程序A处于I/O操作时，CPU切换到另一 道程序B运行。当程序B处于I/O操作时， CPU切换到程序C运行。多道程序交替地运 行。
3、多道批处理系统
优缺点
1. 资源利用率高：CPU、内存、I/O设备使用率 高
用方便，性能好，资源利用率是次要的 便携机：可用性，节能优于效率 嵌入式计算机：智能化，操作便捷
推动操作系统发展的动力
计算机系统资源利用率：多道批处理、多 用户
用户层面：人机交互、图像界面 硬件更新换代：8位机到64位机 计算机体系结构发展：多处理机、网络 新的应用需求：多媒体
2、单道批处理系统
把一批作业以脱 机方式输入到磁 带上
在系统中配上监 督程序使作业能 连续处理
内存中始终只保 持一道作业
2、单道批处理系统
缺点：内存中始终只保持一道作业，当该 程序处于I/O请求时，CPU处于等待状态。 因I/O设备的低速性，更使CPU的利用率显 著降低。
下图中，t2—t3、t6—t7 CPU空闲：
Baidu Nhomakorabea 特点：及时性要求高，系统可靠性高
5、实时系统
实时系统的类型
工业（武器）控制系统 信息查询系统 多媒体系统 嵌入式系统
5、实时系统
实时任务的类型
周期性和非周期性实时任务 硬实时任务和软实时任务：硬实时任务指系统
必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出 现难以预测的后果。软实时任务也存在截止时 间，但并不严格，若偶尔超过截止时间，对系 统产生的影响不会太大。
多道批处理系统需要操作系统实现
➢ 有效地组织和管理计算机硬件和软件资源 ➢ 合理地对各类作业进行调度 ➢ 方便用户使用程序
4、分时系统
在一台主机上连接了多个配有显示器和键 盘的终端
允许多个用户同时通过自己的终端以交互 方式使用计算机，共享主机中的资源
及时响应用户命令
5、实时系统
系统能及时响应外部事件的请求，在规定 的时间内完成对该事件的处理，并控制所 有实时任务协调一致地运行。
将纸带（或卡片）上的程序和数据输入计算机 启动计算机运行 程序运行完毕，取走计算结果 下一个用户上机。
1、未配置操作系统的计算机系 统
人工操作方式的缺点:
用户独占全机：即一台计算机的全部资源由上 机用户所独占；
CPU等待人工操作：当用户进行装带（卡）、 卸带（卡）等人工操作时，CPU及内存等资源 是空闲的。
两个或多个事件，在同一时间间隔内发生。 在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程序只能顺序执行。 在为计算程序和I/O程序分别建立一个进程 后，这两个进程就可以并发执行。 进程：系统中能独立运行并作为资源分配 的基本单位，它是由一组机器指令、数据 和堆栈等组成的，是独立运行的活动实体。
操作系统导论
操作系统概述 操作系统的发展历程 操作系统的特点 操作系统的主要功能
操作系统的特点
批处理系统有着高的资源利用率和系统吞 吐量；分时系统能获得及时响应；实时系 统具有实时特征。除此之外，它们还共同 具有以下特点：并发、共享、虚拟、异步、 多线程、微内核、网络化、多媒体。
1、并发性
1、未配置操作系统的计算机系 统
脱机输入/输出方式的优点:
减少了CPU的空闲时间：装带、卸带，以及将 数据从低速I/O设备，送到高速磁带上（或反 之）的操作，都是在脱机情况下由外围机完成 的，并不占用主机时间，从而有效地减少了 CPU的空闲时间。
提高了I/O速度：当CPU在运行中需要输入数 据时，是直接从高速的磁带上将数据输入到内 存的，极大地提高了I/O速度，从而进一步减 少了CPU的空闲时间。
人工操作方式严重降低了计算机资源的利 用率，此即所谓的人机矛盾。
1、未配置操作系统的计算机系
统
② 脱机输入/输出方式
事先将装有用户程序和数据的纸带，装入纸带输入机， 在一台外围机的控制下，把纸带（卡片）上的数据 （程序）输入到磁带上。
当CPU需要这些程序和数据时，从磁带上高速地调入内 存。类似地，当CPU需要输出时，可先由CPU把数据直 接从内存高速地送到磁带上，然后再在另一台外围机 的控制下，将磁带上的结果通过相应的输出设备输出。
2. 系统吞吐量大 ：CPU和其它资源保持“忙碌” 状态；仅当作业完成时或运行不下去时才进 行切换，系统开销小。
3. 平均周转时间长：作业要排队依次进行处理 4. 无交互能力：用户把作业提交给系统后，不
能与作业进行交互，这对修改和调试程序是 极不方便的。
3、多道批处理系统
需要解决的问题：
➢ 争用处理机问题 ➢ 内存分配和保护问题 ➢ I/O设备分配问题 ➢ 文件的组织和管理问题 ➢ 作业管理问题 ➢ 用户与系统的接口问题
2、共享性
系统中的资源，可供内存中多个并发执行 的进程共同使用。
实现资源共享的方式：
1. 互斥共享方式：打印机、磁带机等资源在一 段时间内，只允许一个进程访问。
2. 同时访问方式：磁盘设备等资源允许在一段 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。
二、操作系统导论
操作系统导论
操作系统概述 操作系统的发展历程 操作系统的特点 操作系统的主要功能
计算机系统的逻辑结构
硬件包括CPU、内存、I/O设备等
操作系统的作用
介于硬件和用户之间的程序，又称为内核 管理计算机资源 为应用程序提供基础
IE、WMP算操作系统吗？
操作系统的目标
操作系统导论
操作系统概述 操作系统的发展历程 操作系统的特点 操作系统的主要功能
操作系统的发展历程
1. 未配置操作系统的计算机系统 2. 单道批处理系统 3. 多道批处理系统 4. 分时系统 5. 实时系统
1、未配置操作系统的计算机系 统
① 人工操作方式
由程序员将事先已穿孔的纸带（或卡片），装 入纸带输入机（或卡片输入机）
3、多道批处理系统
用户提交的作业存放在外存上，形成“后 备队列”。
作业调度程序从后备队列中选择若干个作 业调入内存。
当程序A处于I/O操作时，CPU切换到另一 道程序B运行。当程序B处于I/O操作时， CPU切换到程序C运行。多道程序交替地运 行。
3、多道批处理系统
优缺点
1. 资源利用率高：CPU、内存、I/O设备使用率 高