操作系统原理 ppt课件

操作系统的发展过程
按技术发展与分支划 分类别
操作系统的类型
早期批处理 执行系统 多道成批系统 分时、实时系统、个人机系统 多处理机、分布式系统
无操作系统的计算机
从第一代计算机诞生到20世纪50年代中期还未出 现操作系统，这时的计算机采用人工操作方式。其 过程是：
图1.2 手工操作计算机
单道批处理系统与多道批处理 系统及执行系统
必须是顺序的，这种程序执行的方式就称为程序的顺序执 行。
例如：
程序顺序执行的特点
1 顺序性
处理机严格按照程序所规定的顺序执行，即每个 操作必须在下一个操作开始之前结束。
2 封闭性
程序一旦开始执行，其计算结果不受外界的影响， 当程序的初始条件给定之后，其后的状态只能由 程序本身确定，即只有本程序才能改变它。
图1.4 脱机批处理系统
在单道批处理系统中，内存中仅有一道作业，中断和通道 技术出现以后，虽然可以实现输入/输出设备与中央处理机 并行操作，但由于属于同一道作业的可并发执行的进程不 多，大多数进程是有同步关系的，这使系统中仍有较多的 空闲资源，致使系统的性能较差。为了进一步提高资源的 利用率和系统对作业的吞吐量，在60年代中期，引入了多 道程序设计技术，由此而形成了多道批处理系统。单道程 序与多道程序的执行过程如图1.5和图1.6所示。
二 系统程序
文件管理 状态信息 文件修改 程序设计语言支持 程序装入与执行 工具性软件 命令解释程序的实现方法
1.5操作系统逻辑结构设计
分层实现的软件设计 方法
1.5操作系统逻辑结构设计
单块结构 层次结构:分层实现的软件设计方法. 虚拟机 客户/服务器模型:再用户进程方式下实现系统的多
数功能; 核心只负责客户与服务器的通信; 适用于 分布式系统; 注意对关键基础服务的处理.
1。8 UNIX系统的特点和结构
UNIX的主要特点 UNIX系统结构 UNIX系统核心结构
一、操作系统的有关概念 二、进程管理 三、存储器管理
进程概念
程序的顺序执行 与并发执行
程序的顺序执行
概念 一个程序由若干个程序段组成，而这些程序段的执行
存储程序式计算机模型的基本方案是，如要使计算 机能够自动地计算，必须有一个存储器用来存储程 序和数据；同时要有一个运算器，用以执行指定的 操作；有一个控制器，以便实现自动操作；另外， 辅以输入/输出部件，以便输入原始数据和输出计 算结果。于是形成了现代计算机的基本组成形式。 如图1.1所示。
图1.1 存储程序计算机的组成
这些作业系统中执行时是对时间的偏序， 有些操作必须在其它操作之前执行，这是有 序的，但有些操作是可以同时执行的。
分时系统与多道批处理系统相比，具有完 全不同的特征，由上所述可以归纳成以下 几点：
（1）多路性 （2）独立性 （3）及时性 （4）交互性
什么是操作系统 操作系统的性质
操作系统是控制和管理计 算机系统内各种硬件和软件资 源、有效地组织多道程序运行 的系统软件(或程序集合),是用 户与计算机之间的接口。
---支持并发性 ---实现资源共享 ---完成进程的异步前进
以多道成批系统为例
并发 共享 不确定性
1.3 OS的服务功能
程序执行 I/O操作 文件系统管理 出错检测 资源分配 统计 保护
一 系统调用
是应用程序与OS的接口 进程或作业控制：实现进程或作业的所有活动 文件管理和设备管理 信息维护：用户与系统交互信息
程序顺序执行的特点（续）
3 可再现性
程序执行的结果与初始条件有关，而与执行时间 无关。即只要程序的初始条件相同，它的执行结 果是相同的，不论它在什么时间执行，也不管计 算机的运行速度。
O=f(I), f是与时间无关的函数
Βιβλιοθήκη Baidu 程序的并发执行
例： 在系统中有n个作业，每个作业都有三个
处理步骤，输入数据、处理、输出，即 Ii,Ci,Pi (i=1,2,3,...,n)。
以以下下软软件件哪是些操是作操系作统系：统?
UUNNIXIX DWOoSrd LinDuOxS VWWBiinnddoowwsOs9f89fi8ceWWinidnoFdwoosxwPNsrTo LNiTnux PowerPoint
设置OS的目的
扩充机器功能，方便用户使用。 提高系统效率。
操作系统的共同性质
在操作系统中引入多道程序设计技 术以后，会使系统具有以下特征。
（1）多道性 （2）无序性 （3）宏观上并行、微观上串行 （4）调度性
分时系统
分时技术是把处理机的时间分成很短的时间片，这 些时间片轮流地分配给各个联机的各作业使用。如 果某作业在分配给它的时间片用完时仍未完成，则 该作业就暂时中断，等待下一轮运行，并把处理机 的控制权让给另一个作业使用。这样在一个相对较 短的时间间隔内，每个用户作业都能得到快速响应， 以实现人机交互。
所谓批处理系统是指加载在计算机上的一个系统软 件，在它的控制下，计算机能够自动地成批地处理 一个或多个用户的作业。
首先出现的是联机批处理系统。如下图所示。
脱离主机控制的输入/输出批处理 系统
在外设处理数据时，主机处理“忙等”状态，这样 高速的主机与慢速的外设矛盾就显现出来。为了克 服与缓解主机与外设的矛盾。我们引入脱机批处理 系统，即脱离主机控制的输入/输出批处理系统。 如图1.4所示。
操作系统原理
课程使用的媒体
1、《操作系统原理》教材 2、《操作系统原理实验大纲》指导教 材 3、《操作系统课件》多媒体教案
一、操作系统的有关概念 二、进程管理 三、存储器管理
计算机发展简史 操作系统的发展过程
计算机发展简史
按硬件发展划分为四代。
对计算规律的模拟
存储程序式计算机
存储程序式计算机模型
1、从功能上看
具 有 五 大 功 能 ---- 存 储 器管理、处理机管理、设 备管理、文件管理、用户 接口
2、从层次上看
是裸机之上的第一层软 件,为其他软件的建立和 运行提供基础。
用户
...
其他软件 操作系统
裸机
1。4节
3、从服务上看 提供众多基础服务,
方便用户使用,构成软 件平台。
4、从内部特征上看