操作系统教程(操作系统引论)OS1_3
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1-3章习题(附答案)
OS 1-3章习题3.操作系统是一种（A），它负责为用户和用户程序完成所有（B）的工作，（C）不是操作系统关心的主要问题。
A：（1）应用软件；（2）系统软件；（3）通用软件；（4）软件包。
B：（1）与硬件无关并与应用无关；（2）与硬件相关而与应用无关；（3）与硬件无关而与应用相关；（4）与硬件相关并与应用相关。
C：（1）管理计算机裸机；（2）设计、提供用户程序与计算机硬件系统的接口；（3）管理计算机中的信息资源；（4）高级程序设计语言的编译。
4.在OS总采用多道程序设计技术，能有效地提高CPU、内存和I/O设备的（A）。
为实现多道程序设计需要有（B）。
A：（1）灵活性；（2）可靠性；（3）兼容性；（4）利用率。
B：（1）更大的内存；（2）更快的CPU；（3）更快的外部设备；（4）更先进的终端。
5.推动批处理系统形成和发展的主要动力是（A），推动分时系统形成和发展的主要动力是（B），推动微机OS发展的主要动力是（C）。
A，B：（1）提高计算机系统的功能；（2）提高系统资源利用率-A；（3）方便用户-B；（4）提高系统的运行速度。
C：（1）方便用户；（2）计算机硬件的不断更新换代；（3）便于微机联网；（4）提高资源的利用率。
6.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（A）；在设计批处理操作系统时，首先要考虑的是（B）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（C）。
A，B，C：（1）灵活性和可适应性；（2）交互性和响应时间-A；（3）周转时间和系统吞吐量-B；（4）实时性和可靠性-C。
7.在多道批处理系统中，为了充分利用各种资源，系统总是优先选择（A）多个作业投入运行；为了提高吞吐量，系统总是想方设法缩短用户作业的（B）。
A：（1）适应于内存容量的；（2）计算量大的；（3）I/O量大的；（4）计算型和I/O型均衡的。
B：（1）周转时间；（2）运行时间；（3）提交时间；（4）阻塞时间。
8.从下面关于操作系统的论述中，选出一条正确的论述。
操作系统(第三版)OS1_3
第一章 操作系统引论
国内操作系统的研制状况（续） 国内操作系统的研制状况（ GX73多机实时操作系统 1978年 多机实时操作系统（ GX73多机实时操作系统（1978年） 国防科技大学，1980年装在“远望” 号航天测量船上， 国防科技大学，1980年装在“远望”-I 号航天测量船上，完成了向太 年装在 平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射的测控任务； 平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射的测控任务；完成了我国第一颗同 步地球卫星的测控、定轨、 步地球卫星的测控、定轨、控制任务 银河” YHOS巨型操作系统 1983年 国防科技大学， 巨型操作系统（ “银河”-1 YHOS巨型操作系统（1983年）国防科技大学，用于 YH- YH- 超级计算机，用于我国的石油勘探、 YH-1、YH-2超级计算机，用于我国的石油勘探、天气预报和核物 理研究 国产UNIX类操作系统（国家八五、 UNIX类操作系统 COSIX v 1.X/2.0 国产UNIX类操作系统（国家八五、九五重点科 技攻关成果，以中软为首，联合国内18个单位共同完成） 技攻关成果，以中软为首，联合国内18个单位共同完成） 18个单位共同完成 微内核结构，安全级别超过B1， 微内核结构，安全级别超过B1，中文界面 B1 嵌入式操作系统：Hopen，DeltaOS， 嵌入式操作系统：Hopen，DeltaOS，SmartEOS Linux类操作系统 中软Linux 红旗Linux 东方Linux 类操作系统： Linux、 Linux、 Linux类操作系统：中软Linux、红旗Linux、东方Linux
第一章 操作系统引论
MULTICS的灾难 MULTICS的灾难 1965年在ARPA的支持下MIT、 年在ARPA的支持下MIT 1965年在ARPA的支持下MIT、贝尔实验室和通 用电气公司决定开发一种“ 用电气公司决定开发一种“公用计算服务系 统”，希望能够同时支持整个波士顿所有的分 时用户。该系统称作MULTICS 时用户。该系统称作MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service)
国内操作系统的研制状况（续） 国内操作系统的研制状况（ GX73多机实时操作系统 1978年 多机实时操作系统（ GX73多机实时操作系统（1978年） 国防科技大学，1980年装在“远望” 号航天测量船上， 国防科技大学，1980年装在“远望”-I 号航天测量船上，完成了向太 年装在 平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射的测控任务； 平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射的测控任务；完成了我国第一颗同 步地球卫星的测控、定轨、 步地球卫星的测控、定轨、控制任务 银河” YHOS巨型操作系统 1983年 国防科技大学， 巨型操作系统（ “银河”-1 YHOS巨型操作系统（1983年）国防科技大学，用于 YH- YH- 超级计算机，用于我国的石油勘探、 YH-1、YH-2超级计算机，用于我国的石油勘探、天气预报和核物 理研究 国产UNIX类操作系统（国家八五、 UNIX类操作系统 COSIX v 1.X/2.0 国产UNIX类操作系统（国家八五、九五重点科 技攻关成果，以中软为首，联合国内18个单位共同完成） 技攻关成果，以中软为首，联合国内18个单位共同完成） 18个单位共同完成 微内核结构，安全级别超过B1， 微内核结构，安全级别超过B1，中文界面 B1 嵌入式操作系统：Hopen，DeltaOS， 嵌入式操作系统：Hopen，DeltaOS，SmartEOS Linux类操作系统 中软Linux 红旗Linux 东方Linux 类操作系统： Linux、 Linux、 Linux类操作系统：中软Linux、红旗Linux、东方Linux
第一章 操作系统引论
MULTICS的灾难 MULTICS的灾难 1965年在ARPA的支持下MIT、 年在ARPA的支持下MIT 1965年在ARPA的支持下MIT、贝尔实验室和通 用电气公司决定开发一种“ 用电气公司决定开发一种“公用计算服务系 统”，希望能够同时支持整个波士顿所有的分 时用户。该系统称作MULTICS 时用户。该系统称作MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service)
操作系统引论
第一章 操作系统引论 (1) 提高系统资源利用率。在未配置 OS 的计算机系统中， 诸如 CPU 、 I/O 设备等各种资源，都会因它们经常处于空闲状 态而得不到充分利用；内存及外存中所存放的数据太少或者 无序而浪费了大量的存储空间。配置了 OS 之后，可使 CPU 和 I/O设备由于能保持忙碌状态而得到有效的利用，且可使内存 和外存中存放的数据因有序而节省了存储空间。
图1-1 OS作为接口的示意图
第一章 操作系统引论 (1) 命令方式。这是指由OS提供了一组联机命令接口， 以允许用户通过键盘输入有关命令来取得操作系统的服务，
并控制用户程序的运行。
(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，来实现与操作系统 的通信，并取得它的服务。 (3) 图形、窗口方式。这是当前使用最为方便、最为广泛
的管理，即：
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。 可见，OS的确是计算机系统资源的管理者。事实上，当 今世界上广为流行的一个关于OS作用的观点，正是把OS作为 计算机系统的资源管理者。
的接口，它允许用户通过屏幕上的窗口和图标来实现与操作
系统的通信，并取得它的服务。
第一章 操作系统引论 2．OS作为计算机系统资源的管理者 在一个计算机系统中，通常都含有各种各样的硬件和软
件资源。归纳起来可将资源分为四类：
处理器 存储器 I/O设备 信息(数据和程序)。
第一章 操作系统引论 2．OS作为计算机系统资源的管理者 相应地，OS的主要功能也正是针对这四类资源进行有效
第一章 操作系统引论 (2) 提高系统的吞吐量。 计算机的吞吐量： 计算机系统的吞吐量是指流入，处理和流出系统的信息 的速率。 信息能够多快地输入内存 CPU能够多快地取指令 数据能够多快地从内存取出或存入 所得结果能够多快地从内存送给一台外围设备 这些步骤中的每一步都关系到主存，因此，系统吞吐量 主要取决于主存的存取周期。 操作系统还可以通过合理地组织计算机的工作流程，而 进一步改善资源的利用率，加速程序的运行，缩短程序的运 行周期，从而提高系统的吞吐量。
25_操作系统实用教程第1章-操作系统引论 文档全文免费预览
·课程教学目标：学会OS的桌面应用、网络应用、 系统安装-配置-维护-管理的基本技能；知道OS的 基本概念、作用及资源管理等基础知识；提高学生 IT职业素质。
课程教学开始之前（2）
操作系统实用教程
－windows2003
·课程是计算机类专业必修的核心课程之一，但它 具有理论性强、知识点多、概念难理解等特点，变 成教师最难教、学生最难学的课程。课程要开，但 内容要调整，教学方法要改进，OS应用自学为主， OS知识讲授为主，并积极开展学习讨论活动。
·问题3：单道批处理系统需要作业调度程序吗？多 道批处理系统的作业调度程序需要解决哪些问题？
第1章 操作系统引论 1.2 操作系统的发展与分类
操作系统实用教程
－windows2003
·分时系统
同时性 交互性 独立性 及时性
分时系统：在不同的时间间隔内，不同程序访问 （共享）同一个设备或其他资源。
3.0—95—98—2000—XP—2003，微软公司，微 机
·UNIX操作系统
主要运行在大中小型计算机上，重点行业与关键事 务
·Linux操作系统
UNIX技术、Windows对手、UNIX补充，自由软 件
第1章 操作系统引论
操作系统实用教程
－windows2003
1.6 Windows 2003 的安装与启动
第1章 操作系统引论
操作系统实用教程
－windows2003
·学习目标：理解操作系统的概念，知道操作系统 的功能，了解操作系统的类型、特征及内容结构， 了解常用操作系统的基本情况。
·学习内容：操作系统的定义、操作系统的分类、 操作系统的功能和性能、操作系统的特征结构、实 用操作系统、Windows 2003安装与启动。
课程教学开始之前（2）
操作系统实用教程
－windows2003
·课程是计算机类专业必修的核心课程之一，但它 具有理论性强、知识点多、概念难理解等特点，变 成教师最难教、学生最难学的课程。课程要开，但 内容要调整，教学方法要改进，OS应用自学为主， OS知识讲授为主，并积极开展学习讨论活动。
·问题3：单道批处理系统需要作业调度程序吗？多 道批处理系统的作业调度程序需要解决哪些问题？
第1章 操作系统引论 1.2 操作系统的发展与分类
操作系统实用教程
－windows2003
·分时系统
同时性 交互性 独立性 及时性
分时系统：在不同的时间间隔内，不同程序访问 （共享）同一个设备或其他资源。
3.0—95—98—2000—XP—2003，微软公司，微 机
·UNIX操作系统
主要运行在大中小型计算机上，重点行业与关键事 务
·Linux操作系统
UNIX技术、Windows对手、UNIX补充，自由软 件
第1章 操作系统引论
操作系统实用教程
－windows2003
1.6 Windows 2003 的安装与启动
第1章 操作系统引论
操作系统实用教程
－windows2003
·学习目标：理解操作系统的概念，知道操作系统 的功能，了解操作系统的类型、特征及内容结构， 了解常用操作系统的基本情况。
·学习内容：操作系统的定义、操作系统的分类、 操作系统的功能和性能、操作系统的特征结构、实 用操作系统、Windows 2003安装与启动。
计算机操作系统课件1os3
设备独立性原理及应用
设备独立性原理
设备独立性原理是指应用程序独立于具体使用的物理设备，即应用程序只需使用逻辑设 备名称即可访问所需的物理设备。这样可以使应用程序更加灵活和可移植，同时降低了
开发和维护成本。
设备独立性应用
设备独立性在操作系统中得到了广泛应用。例如，在UNIX/Linux系统中，所有设备都 被看作是文件，应用程序可以通过文件操作来访问设备，从而实现了设备独立性。此外， 在Windows系统中，也采用了类似的设备独立性设计，使得应用程序可以方便地访问Fra bibliotek网络支持
操作系统应提供网络支持功能，允许 多个用户通过网络进行远程访问和协 作。
THANKS
感谢观看
用户理解。
图形用户界面设计原则
直观性
界面设计应直观易懂，使用户能 够快速找到所需的功能和操作。
一致性
界面元素应保持一致性，如按钮、 图标、字体等，以便用户能够轻 松识别和使用。
可定制性
界面应提供一定程度的可定制性， 以满足不同用户的需求和偏好。
响应性
界面应对用户的操作做出及时响 应，并提供清晰的反馈，以便用
户知道操作是否成功。
多用户环境下的交互性支持技术
多任务处理
操作系统应支持多任务处理，允许多 个用户同时执行不同的任务，而不会 相互干扰。
并发控制
在多用户环境下，操作系统应提供并 发控制机制，以确保多个用户同时访 问共享资源时不会发生冲突。
安全性
操作系统应采取必要的安全措施，保 护每个用户的数据和隐私，防止未经 授权的访问和攻击。
设备驱动程序实现方 法
设备驱动程序的实现方法因操作系统 和硬件设备而异。一般来说，设备驱 动程序的实现需要了解硬件设备的特 性和通信协议，并使用操作系统提供 的编程接口进行开发。常见的实现方 法包括使用操作系统提供的设备驱动 开发框架、使用硬件抽象层（HAL） 和直接操作硬件设备等。
操作系统教程(第三版)课件
操作系统的基本概念
要点一
总结词
操作系统的基本概念
要点二
详细描述
操作系统的基本概念包括进程、线程、内存管理、文件系 统等。进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配 和调度的基本单位；线程是进程内的一条执行路径，是系 统调度的基本单位。内存管理负责分配和回收内存空间， 以及管理内存中的程序和数据。文件系统负责管理磁盘存 储空间和文件，以及提供文件访问接口。
用户界面设计的基本原则 用户友好、易于使用、一致性、可靠性等。
系统桌面环境
系统桌面的定义 系统桌面是操作系统中提供给用户的主要界面，包括图标、 菜单、窗口等元素。
系统桌面的功能 系统桌面提供了一系列功能，如启动应用程序、管理文件 和目录、设置系统参数等。
系统桌面的个性化设置 用户可以根据自己的习惯和喜好，对系统桌面进行个性化 设置，如调整背景颜色、添加小工具等。
设备的回收处理
03
在设备回收后，需要进行一些处理工作，如关闭设备驱动程序、
释放系统资源等。
设备的虚拟化技术
设备虚拟化技术的概念
设备虚拟化技术是一种将物理硬件资源虚拟化为多个独立资源的 技术，使得多个虚拟资源可以共享物理硬件资源。
设备虚拟化的优点
设备虚拟化的优点包括提高硬件资源利用率、简化系统管理、提高 系统的可扩展性和可靠性等。
操作系统的分类
总结词
操作系统的分类
详细描述
根据不同的分类标准，操作系统可以分为多种类型。根据运行环境可以分为单机操作系 统和网络操作系统；根据使用性质可以分为通用操作系统和专用操作系统；根据处理方 式可以分为批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统；根据功能可以分为微机操
作系统和服务器操作系统等。
操作系统课件-OS1
操作系统引论-3
用户与操作系统的接口
1.命令接口 （交互式命令接口） 1)联机命令接口
由一组键盘操作命令及命令解释程序所组成
（批处理用户接口） 2)脱机命令接口
用JCL写的作业说明书
2.程序接口
访问系统资源，取得系统服务的唯一途径 系统调用，高级语言的库函数
3.图形接口
GUI
Graphical User Interface
操作系统引论-4
操作系统的作用(2)
作为计算机系统资源的管理者
运算器 控制器 CPU
硬件
存储器
输 入 输 出 I/O 文件
软件
数据、信息
操作系统引论-5
操作系统的作用(3)
OS用作扩充机器(extended machine）
٭ ٭ ٭
4．开放性
系统能支持世界标准规范
操作系统引论-2
1.1.2
操作系统的作用(1)
作为用户与计算机硬件系统之间的接口 OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使 用计算机系统
软件接口
用户 应用软件开发人员 应用软件 支撑软件
操作系统开发人员
系
统
操作系统
软
件
计算机硬件
图1-1 OS作为接口的示意图
Windows
UNIX 、Linux
多用户必定多任务，单任务必定单用户，但多 任务可能单用户也可能多用户，单用户可能多 任务也可能单任务。
操作系统引论-16
1.3 操作系统的基本特征
1. 并发(Concurrence)
并行(parallel) ：指两个或多个事件在同一时刻发生。 并发：是两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 在单处理机系统中，并发是宏观上并行，微观上串行 进程(Process)：系统中能独立运行并作为资源分配的基 本单位。引入线程后，独立运行的单位变为线程 (Threads)。
第1章-操作系统引论
第1章 操作系统引论
操作系统的目标和作用 操作系统的发展过程 操作系统的基本特征 操作系统的主要功能 操作系统的结构设计 **UNIX系统简介 本章作业
OS引论
1.1 操作系统的目标和作用
一、操作系统目的/目标 二、计算机系统组成 三、 操作系统的作用
返回目录
OS引论
二、计算机系统组成
待I/O的完成，特别因为I/O设备的低速性，从而使机器的利用率很低。
返回
OS--------Introduction
1.2.4 多道批处理系统
特征：（1）调度性
（2）无序性 （3）多道性
优点：（1）资源的利用率高 （2）系统吞吐量大
缺点：（1）平均周转周期长 （2）无交互能力
需解决问题
处理机管理、内存管理、I/O设备管理、文件及作业管理问题
多用户多任务：UNIX, Solaris x86, Linux。
返回
OS--------Introduction
六、多处理机操作系统
多处理机系统引入原因 增加系统的吞吐量 节省投资 提高系统的可靠性
多处理机系统的类型 紧密耦合MPS 松散耦合MPS
多处理机操作系统的类型 非对称多处理模式 对称多处理模式
精心设计的，能实现现代OS核心功能的小型内核，它 小而精炼，运行在核心态下，开机后常驻内存，不会因内 存紧张而换出，它为构建通用OS提供了一个重要基础。
微内核的基本功能
进程管理 存储器管理 进程通信管理 I/O设备管理
特点
小而精练 系统的灵活性和可扩充性好 系统的可靠性高 适用于分布式系统
1.2.3 单道批处理系统 用户在一次解题或一个事务处理过程中要求计算
1、工作流程： 机系统所做的全部工作。
操作系统的目标和作用 操作系统的发展过程 操作系统的基本特征 操作系统的主要功能 操作系统的结构设计 **UNIX系统简介 本章作业
OS引论
1.1 操作系统的目标和作用
一、操作系统目的/目标 二、计算机系统组成 三、 操作系统的作用
返回目录
OS引论
二、计算机系统组成
待I/O的完成，特别因为I/O设备的低速性，从而使机器的利用率很低。
返回
OS--------Introduction
1.2.4 多道批处理系统
特征：（1）调度性
（2）无序性 （3）多道性
优点：（1）资源的利用率高 （2）系统吞吐量大
缺点：（1）平均周转周期长 （2）无交互能力
需解决问题
处理机管理、内存管理、I/O设备管理、文件及作业管理问题
多用户多任务：UNIX, Solaris x86, Linux。
返回
OS--------Introduction
六、多处理机操作系统
多处理机系统引入原因 增加系统的吞吐量 节省投资 提高系统的可靠性
多处理机系统的类型 紧密耦合MPS 松散耦合MPS
多处理机操作系统的类型 非对称多处理模式 对称多处理模式
精心设计的，能实现现代OS核心功能的小型内核，它 小而精炼，运行在核心态下，开机后常驻内存，不会因内 存紧张而换出，它为构建通用OS提供了一个重要基础。
微内核的基本功能
进程管理 存储器管理 进程通信管理 I/O设备管理
特点
小而精练 系统的灵活性和可扩充性好 系统的可靠性高 适用于分布式系统
1.2.3 单道批处理系统 用户在一次解题或一个事务处理过程中要求计算
1、工作流程： 机系统所做的全部工作。
第1章 操作系统引论 课件
外围机 输出 操作系统引论
1.2.2 单道批处理系统
1. 单道批处理系统 单道批处理系统(Simple Batch Processing System)的处理过程 的处理过程
开始 还有下 一个作业？ 否 停止 是 源程序 有错吗？ 否 运 行 目标程序 装 配 目标程序 是 把下一个作业的源 程序转换为目标程 序
第一章 操作系统引论
用 应用程序 系统调用
户
命令 图标、窗口 操作系统
计算机硬件
图 1-1 OS作为接口的示意图
第一章 操作系统引论
(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。 (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. 多道批处理系统的特征 (1) 多道性。 多道性。 (2) 无序性。 无序性。 (3) 调度性。 调度性。
第一章 操作系统引论
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
2. OS作为计算机系统资源的管理者 作为计算机系统资源的管理者 作为计算机系统资源的管理者 在一个计算机系统中，通常都含有各种各样的硬件和 软件资源。归纳起来可将资源分为四类：处理器、存储器、 I/O设备以及信息(数据和程序)。相应地，OS的主要功能也 正是针对这四类资源进行有效的管理，即：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。可见，OS确是计 算机系统资源的管理者。事实上，当今世界上广为流行的 一个关于OS作用的观点，正是把OS作为计算机系统的资 源管理者。
1.2.2 单道批处理系统
1. 单道批处理系统 单道批处理系统(Simple Batch Processing System)的处理过程 的处理过程
开始 还有下 一个作业？ 否 停止 是 源程序 有错吗？ 否 运 行 目标程序 装 配 目标程序 是 把下一个作业的源 程序转换为目标程 序
第一章 操作系统引论
用 应用程序 系统调用
户
命令 图标、窗口 操作系统
计算机硬件
图 1-1 OS作为接口的示意图
第一章 操作系统引论
(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。 (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. 多道批处理系统的特征 (1) 多道性。 多道性。 (2) 无序性。 无序性。 (3) 调度性。 调度性。
第一章 操作系统引论
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
2. OS作为计算机系统资源的管理者 作为计算机系统资源的管理者 作为计算机系统资源的管理者 在一个计算机系统中，通常都含有各种各样的硬件和 软件资源。归纳起来可将资源分为四类：处理器、存储器、 I/O设备以及信息(数据和程序)。相应地，OS的主要功能也 正是针对这四类资源进行有效的管理，即：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。可见，OS确是计 算机系统资源的管理者。事实上，当今世界上广为流行的 一个关于OS作用的观点，正是把OS作为计算机系统的资 源管理者。
第一章 操作系统引论
第一章操作系统引论在我们日常使用电脑、手机等电子设备时，操作系统就像是一个默默工作的幕后英雄，为我们的各种操作提供了稳定、高效的支持。
但你是否真正了解它是什么，又是如何发挥作用的呢？操作系统，简单来说，是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机系统的内核与基石。
它就像是一个大管家，负责协调和分配计算机的各种资源，让计算机的各个部件能够有条不紊地协同工作，以满足用户的需求。
想象一下，如果计算机没有操作系统，那将会是怎样的混乱场景？每次我们要使用某个硬件设备，比如打印机，都需要自己去编写复杂的控制程序；每运行一个新的软件，都要从头开始了解计算机的硬件配置和底层工作原理。
这几乎是不可能完成的任务，而且效率极其低下。
而有了操作系统，这一切都变得简单和便捷。
操作系统的主要功能可以概括为几个方面。
首先是进程管理。
进程就像是计算机里的一个个任务，操作系统要负责合理地安排这些任务的执行顺序和时间，确保它们能够高效地运行，不会出现互相冲突或者抢占资源的情况。
比如，当你同时打开多个程序时，操作系统会根据它们的优先级和资源需求，合理地分配 CPU 时间，让每个程序都能得到及时的处理。
其次是内存管理。
内存是计算机存储数据和程序的地方，操作系统要确保内存的合理分配和使用，防止某个程序占用过多的内存导致其他程序无法正常运行。
它就像一个精明的仓库管理员，知道如何把有限的内存空间分配给不同的需求，并且在程序不再需要时及时回收内存，以便给其他程序使用。
然后是文件管理。
我们在计算机中存储的各种文档、图片、视频等都以文件的形式存在，操作系统要负责对这些文件进行组织、存储和检索。
它为我们提供了一个清晰的文件目录结构，让我们能够方便地找到和操作自己需要的文件。
还有设备管理。
计算机连接着各种各样的外部设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等，操作系统要负责管理这些设备的驱动程序，确保它们能够正常工作，并且在多个设备同时请求服务时进行协调。
操作系统还提供了用户接口，让我们能够与计算机进行交互。
2019年-操作系统课件os01引论-PPT课件-PPT精选文档
运算处理
输入 打印
结束 输出
光电
输入
输入
结束
光电输入数据 运算处理
绘图 输出
输出打印
运算处理 光电输入数据 等待 运算 绘图
输出结束 输出结束
引入进程
进程的目的： 使多个程序能并发执行。
程序是静态实体 不能独立运行的，更不能和其它程序并发执行。
例如： 在一个未引入进程的系统中: I C O 分别为输入、计算程序和输出程序各建立一个进程， 这3个进程便可并发执行。
操作系统
Operating Systems
Mac OS
VxWorks
OS2
LINUX
UNIX
WINDOWS
教材：《计算机操作系统》，第三版，汤小丹等
学时：48+8 闭卷，总成绩= 平时成绩*30%+期末成绩*70%
平时成绩包括上机实验、作业、考勤等. 教材：
《计算机操作系统》，第三版，汤小丹等 参考教材： [1]《操作系统教程》(笫4版)，孙钟秀 主编 费翔林 骆斌 编著 [2] 张尧学 等编著．计算机操作系统教程．北京：清华大学出
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
操作系统的作用
2 从资源管理观点 可把操作系统视为计算机系统资源的管理者。
资源包括四类： 处理器、存储器、I/O设备、 信息资源（程序和数据） 管理的内容： 资源的当前状态（数量和使用情况） 资源的分配、回收和访问操作 相应管理策略（包括用户权限）。
虚拟设备技术 允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设备 在一段时间内允许多个用户同时访问的共享设备。
空分复用技术
输入 打印
结束 输出
光电
输入
输入
结束
光电输入数据 运算处理
绘图 输出
输出打印
运算处理 光电输入数据 等待 运算 绘图
输出结束 输出结束
引入进程
进程的目的： 使多个程序能并发执行。
程序是静态实体 不能独立运行的，更不能和其它程序并发执行。
例如： 在一个未引入进程的系统中: I C O 分别为输入、计算程序和输出程序各建立一个进程， 这3个进程便可并发执行。
操作系统
Operating Systems
Mac OS
VxWorks
OS2
LINUX
UNIX
WINDOWS
教材：《计算机操作系统》，第三版，汤小丹等
学时：48+8 闭卷，总成绩= 平时成绩*30%+期末成绩*70%
平时成绩包括上机实验、作业、考勤等. 教材：
《计算机操作系统》，第三版，汤小丹等 参考教材： [1]《操作系统教程》(笫4版)，孙钟秀 主编 费翔林 骆斌 编著 [2] 张尧学 等编著．计算机操作系统教程．北京：清华大学出
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
操作系统的作用
2 从资源管理观点 可把操作系统视为计算机系统资源的管理者。
资源包括四类： 处理器、存储器、I/O设备、 信息资源（程序和数据） 管理的内容： 资源的当前状态（数量和使用情况） 资源的分配、回收和访问操作 相应管理策略（包括用户权限）。
虚拟设备技术 允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设备 在一段时间内允许多个用户同时访问的共享设备。
空分复用技术
引论OS1
1。第0代（40年代未－50年代初）无操作系统 这时的计算机操作是由程序员采用人工操作方式直接使用 计算机硬件系统。 2。第一代（50年代中－50年代未）初级单道批处理系统 它是为了减少人工操作时间和作业转换时间提高CPU利用率 而设计的。系统自动成批处理作业，这是初级单道批处理系 统。 3．第二代（60年代初－60年代中）多道程序设计共享系统 这一代操作系统包括多道批处理系统、采用交互方式的分 时系统和以提高瞬时响应时间为特征的实时系统。
3。从软件分层、扩充机器的观点—— 操作系统是扩充裸机的第一层系统软件 软件：语言处理程序 虚拟机2 软件：操作系统 虚拟机1 硬件（裸机） 虚拟机：二者结合变成了功能更强大、使用更方便的机器
固件：为了改善系统的性能，将操作系统中与硬件密切有关 的部分软件，通过微程序设计技术转化为硬件，也就是通常 所说的固化，这些具有软件功能的硬件称为固件。
3．分时系统的特征
多路性：宏观上是多个用户同时工作，共享 系统资源，而微观上则是每个用户作业轮流 运行一个时间片。多路性即同时性。 独立性：每个用户各占一个终端，彼此独立 操作，互不干扰。 交互性：用户可通过终端与系统进行广泛的 人机对话。 及时性：用户的请求能在很短时间内获得响 应。
4．分时系统的重要指标——响应时间
操作系统的历史
4．第三代（60年代中－70年代中）多模式系统 这一代计算机系统是通用系统，这一代操作系统是 多模式系统，即一个系统同时支持批处理、分时处理、 实时处理和多重处理。 5. 第四代（70年代中——） 网络操作系统和分布式操作系统 网络操作系统实现在计算机网络上进行信息交换、 资源共享和互操作等功能。分布式操作系统将地域上 分散的各系统互连成一个具有整体功能的系统，并可 将一个任务分布地在各系统上运行，实现分布式处理。
3。从软件分层、扩充机器的观点—— 操作系统是扩充裸机的第一层系统软件 软件：语言处理程序 虚拟机2 软件：操作系统 虚拟机1 硬件（裸机） 虚拟机：二者结合变成了功能更强大、使用更方便的机器
固件：为了改善系统的性能，将操作系统中与硬件密切有关 的部分软件，通过微程序设计技术转化为硬件，也就是通常 所说的固化，这些具有软件功能的硬件称为固件。
3．分时系统的特征
多路性：宏观上是多个用户同时工作，共享 系统资源，而微观上则是每个用户作业轮流 运行一个时间片。多路性即同时性。 独立性：每个用户各占一个终端，彼此独立 操作，互不干扰。 交互性：用户可通过终端与系统进行广泛的 人机对话。 及时性：用户的请求能在很短时间内获得响 应。
4．分时系统的重要指标——响应时间
操作系统的历史
4．第三代（60年代中－70年代中）多模式系统 这一代计算机系统是通用系统，这一代操作系统是 多模式系统，即一个系统同时支持批处理、分时处理、 实时处理和多重处理。 5. 第四代（70年代中——） 网络操作系统和分布式操作系统 网络操作系统实现在计算机网络上进行信息交换、 资源共享和互操作等功能。分布式操作系统将地域上 分散的各系统互连成一个具有整体功能的系统，并可 将一个任务分布地在各系统上运行，实现分布式处理。
第一部分操作系统引论教学课件
2)贴附式是指把多任务功能附加到一个单 任务操作系统中而形 成，如Microsoft 的Windows就是在DOS基础上加入多任务 功能而构成的多任务操作系统。
微型机操作系统（续）
3)先决式是指由系统内部时钟来决定CPU由一个任 务转移去执行另一个任务的时刻，转移时刻是 系统以某种分配策略预先确定的，应用程序无 权干预。如OS/2和UNIX都是先决式多任务操作 系统。
按网络所覆盖的地理范围和互连计 算机之间的距离的不同，可把计算机网络 分为两种： • 广域网WAN(Wide Area Network) • 局域网LAN(Local Area Network)
网络操作系统的基本功能
• 网络通信 • 资源管理 • 提供多种网络服务 • 提供网络接口
网络操作系统
用户应用程序
• 适合办公自动化、教学及事务处理等要求人机会话 的场合。
3.分时操作系统工作方式
一台主机连接了若干个终端 每个终端有一个用户在使用 交互式的向系统提出命令请求 系统接受每个用户的命令 采用时间片轮转方式处理服务请求 并通过交互方式在终端上向用户显示结果 用户根据上步结果发出下道命令
4.分时系统实现中的关键问题
5.处理能力增强、速度更快、可靠性增强
4) 网络和分布式的区别
(1) 分布具有各个计算机间相互通讯， 无主从关系；网络有主从关系
(2) 分布式系统资源为所有用户共享； 而网络有限制地共享
(3) 分布式系统中若干个计算机可相互 协作共同完成一项任务
4.微型机(个人）操作系统
计算机在某一时间内为单用户服务,
图 1-3 单道批处理系统的处理流程
2. 单道批处理系统的特征
单道批处理系统是最早出现的一种 OS，严格地说，它只能算作是OS的前身而 并非是现在人们所理解的OS。 该系统的
微型机操作系统（续）
3)先决式是指由系统内部时钟来决定CPU由一个任 务转移去执行另一个任务的时刻，转移时刻是 系统以某种分配策略预先确定的，应用程序无 权干预。如OS/2和UNIX都是先决式多任务操作 系统。
按网络所覆盖的地理范围和互连计 算机之间的距离的不同，可把计算机网络 分为两种： • 广域网WAN(Wide Area Network) • 局域网LAN(Local Area Network)
网络操作系统的基本功能
• 网络通信 • 资源管理 • 提供多种网络服务 • 提供网络接口
网络操作系统
用户应用程序
• 适合办公自动化、教学及事务处理等要求人机会话 的场合。
3.分时操作系统工作方式
一台主机连接了若干个终端 每个终端有一个用户在使用 交互式的向系统提出命令请求 系统接受每个用户的命令 采用时间片轮转方式处理服务请求 并通过交互方式在终端上向用户显示结果 用户根据上步结果发出下道命令
4.分时系统实现中的关键问题
5.处理能力增强、速度更快、可靠性增强
4) 网络和分布式的区别
(1) 分布具有各个计算机间相互通讯， 无主从关系；网络有主从关系
(2) 分布式系统资源为所有用户共享； 而网络有限制地共享
(3) 分布式系统中若干个计算机可相互 协作共同完成一项任务
4.微型机(个人）操作系统
计算机在某一时间内为单用户服务,
图 1-3 单道批处理系统的处理流程
2. 单道批处理系统的特征
单道批处理系统是最早出现的一种 OS，严格地说，它只能算作是OS的前身而 并非是现在人们所理解的OS。 该系统的
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嵌入式OS
第一章 操作系统引论
微机操作系统的发展
1.单用户单任务操作系统
只允许一个用户上机，且只允许用户程序作为一个任务运行。如DOS。
2.单用户多任务操作系统
只允许一个用户上机，但允许用户把程序分为若干个任务，使它们并发执行， 从而有效地改善系统的性能。如Windows XP等。
3.多用户多任务操作系统
第一章 操作系统引论
分时OS（Time Sharing System）
第一个分时操作系统CTSS 分时系统的思想——1959年在MIT提出 每个用户有一个联机终端 调试程序的用户常常只发出简短的命令 很少有长的费时命令 计算机能够为许多用户提供交互式、快速服务 同时在CPU空闲时还能在后台运行大作业 第一个分时系统（CTSS）由MIT的Fernando Corbato 等1961年在一改装的 IBM 7090/94机上开发成功（有32个交互式用户） 指标：32K内存，系统用5K，用户用27K 用户存储映像在内存和一台磁鼓之间切换 1962年Manchester大学的Atlas计算机投入运行（运行速度200 kFLOPS） 第一个有虚拟存储器(virtual memory)和页面调度(paging) 的机器
MULTICS设计目标是： –便利的终端使用——大量远程终端通过电话线接入 计算机主机 –高可靠的大型文件系统——大容量的用户信息共享； 存储和构造层次化信息结构的能力
第一章 操作系统引论
MULTICS ������ MULTICS研制难度超出所有人的预料（PL/1语言） 长期研制工作达不到预期目标，1969年4月贝尔实验室退 出，通用电气公司也退出 ������ 最终，MIT坚持下来，MULTICS成功运行，成为商业 产品（通用汽车、福特、美国国家安全局等） ������ 运行MULTICS的计算机系统在九十年代中陆续被关闭 （加拿大国防部于2000年10月30日17:08） MULTICS的意义 引入了许多现代操作系统领域概念雏形，对随后的操作系 统特别是UNIX的成功有着巨大的影响
第一章 操作系统引论
MULTICS的灾难 1965年在ARPA的支持下MIT、贝尔实验室和通 用电气公司决定开发一种“公用计算服务系 统”，希望能够同时支持整个波士顿所有的分 时用户。该系统称作MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service)
多处理系统
多处理机系统是由多台处理器组成的计算机系统。 多处理操作系统的出现是为了提高计算机的系统性 能和可靠性。提高性能有两条途径：提高各个组成 部分的速度、增大处理的并行程度。1975年前后， 出现多处理机系统(multi-processor)。
第一章 操作系统引论
第一章 操作系统引论
嵌入式操作系统（Embedded Operating System） 是运行在嵌入式系统环境中，对整个嵌入式系统以及它所操作、 控制的各种部件装置等等资源进行统一协调、调度、指挥和控 制的系统软件。
第一章 操作系统引论
国内操作系统的研制状况（续） GX73多机实时操作系统（1978年） 国防科技大学，1980年装在“远望”-I 号航天测量船上，完成了向太 平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射的测控任务；完成了我国第一颗同 步地球卫星的测控、定轨、控制任务 “银河”-1 YHOS巨型操作系统（1983年）国防科技大学，用于 YH-1、YH-2超级计算机，用于我国的石油勘探、天气预报和核物 理研究 COSIX v 1.X/2.0 国产UNIX类操作系统（国家八五、九五重点科 技攻关成果，以中软为首，联合国内18个单位共同完成） 微内核结构，安全级别超过B1，中文界面 嵌入式操作系统：Hopen，DeltaOS，SmartEOS Linux类操作系统：中软Linux、红旗Linux、东方Linux
第一章
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
操作系统引论
操作系统的目标和作用 操作系统的发展过程 操作系统的基本特性 操作系统的主要功能 OS结构设计
第一章 操作系统引论
分时系统
分时系统（time-sharing system）是指，在一台主 机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允 许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算 机，共享主机中的资源。
第一章 操作系统引论
分布式操作系统的特征 1. 是一个统一的操作系统
若干个计算机可相互协作共同完成一项任务
2. 资源进一步共享 3. 透明性
资源共享，分布对用户来讲是不知道的
4. 自治性
处于分布式系统的多个主机处于平等地位，无 主从关系
5. 处理能力增强、速度更快、可靠性 增强
第一章 操作系统引论
第一章 操作系统引论
操作系统的发展过程
手 工 操 作 阶 段
多道程序系统
PC机OS 网络OS 分布式OS 多处理OS 嵌入式OS
联 机 批 处 理
脱 机 批 处 理
多道
分时
批处
理系 统
系统
单道批 处理
实时系统
操作系统形成
第一章 操作系统引论
网络操作系统 （NOS, Network Operating System）
第一章 操作系统引论
分时系统
分时系统的特点：
–多路性：多用户同时操作、使用计算机 –独立性：各终端用户感觉到自己独占了计算机； –及时性：用户的请求能在较短时间内响应； –交互性：用户能与计算机进行人——机对话。
第一章 操作系统引论
实时系统
实时操作系统（Real Time System）是指系统能及 时（或即时）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。往往应用在：
第一章 操作系统引论
Internet时代与Linux 1990年秋天，Linus在芬兰首都赫尔辛基大学学习操作系统 课程，因为上机需要排队等待，Linus买了台PC机，开发 了第一个程序，程序包括两个进程，向屏幕上写字母，然 后用定时器来切换进程 Linus需要终端仿真程序来存取Usenet新闻组的内容，于是 他编写了从调制解调器上接发信息的程序以及显示器、键 盘和调制解调器的驱动程序 然后编写了磁盘驱动程序、文件系统，一旦有了进程切换、 文件系统和设备驱动程序，当然就拥有了一个操作系统原 型，或者至少是它的一个内核 Linux就以这样极其古怪但也极其自然的方式问世
第一章 操作系统引论
操作系统的主要特性
进程：在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，是一个能独立运行的 活动实体。 线程：通常一个进程可以包含若干线程，它们利用进程所拥有 的资源。在引入线程的OS中，通常都是把进程作为分配资源的 基本单位，而线程作为独立运行和独立调度的基本单位。
第一章 操作系统引论
小型计算机，电子游戏与UNIX的成功 1969年，在贝尔退出MULTICS研制项目后，Ken Thompson和Dennis M. Ritchie 想申请经费买计算机从事 操作系统研究，但多次申请得不到批准 项目无着落，他们在一台无人用的PDP-7上，重新摆弄 原先在MULTICS项目上设计的“空间旅行”游戏 为了使游戏能够在PDP-7上顺利运行，他们陆续开发了 浮点运算软件包、显示驱动软件，设计了文件系统、 实用程序、shell 和汇编程序 到了1970年，在一切完成后，给新系统起了个同 MULTICS发音相近的名字UNIX 随后，UNIX用C语言全部重写，自此，UNIX诞生了
第一章 操作系统引论
操作系统的主要特性
并发
异步
虚拟
共享
第一章 操作系统引论
操作系统的主要特性
1）并发性(concurrence)
两个或多个事件在同一时间间隔内发生。与并行(parallel) 不同，并行是指两个或多个事件在同一时刻发生。 在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多 个程序在同时运行并发，微观上交替执行（在单处理器情况 下） 。如果系统中有多个处理机，则这些可以并发执行的程 序便可被分配到多个处理机上，实现并行执行，即利用每个 处理机来处理一个可并发执行的程序，这样，多个程序便可 同时执行。 程序的静态实体是可执行文件，而动态实体是进程（或称 作任务），并发指的是进程的并发。
允许多个用户通过各自的终端使用同一台机器，共享主机系统中的各种资源， 而每个用户程序又可进一步分为几个任务，使它们能并发执行，从而提高资 源利用率和系统吞吐量。如Unix等。
第一章 操作系统引论.5
操作系统引论
操作系统的目标和作用 操作系统的发展过程 操作系统的基本特性 操作系统的主要功能 OS结构设计
工作方式: 一台主机连接了若干个终端 每个终端有一个用户在使用 交互式的向系统提出命令请求 系统接受每个用户的命令 采用时间片轮转方式处理服务请求 并通过交互方式在终端上向用户显示结果 用户根据上步结果发出下道命令
第一章 操作系统引论
第一章 操作系统引论
第一章 操作系统引论
–实时控制：生产过程控制，火炮的自动控制系统、飞机的自动驾
驶系统以及导弹的制导系统等。
–实时信息处理系统：如飞机订票系统, 期货、股票交易系统、
情报检索系统等。
第一章 操作系统引论
实时OS与分时OS的异同
实时OS 多路性 独立性 及时性 交互性 可靠性 对多路现场进行采样与控制 独立采集信息与控制对象 以被控对象的可接受时间为准 仅与特定服务程序交互 高度可靠性 分时OS 为多个终端用户服务 各用户独立操作，互不干扰 以人可接受时间为准 与人类用户进行全方位交互 在人类可容忍的误差范围内可靠
网络操作系统是在通常操作系统功能的基础上提供网络通信和 网络服务功能的操作系统。
第一章 操作系统引论
网络操作系统 通常操作系统的功能：处理机管理、存储器管 理、设备管理、文件管理等 网络通信功能：通过网络协议进行高效、可靠 的数据传输 网络资源管理：协调各用户使用 网络服务：文件和设备共享，信息发布 网络管理：安全管理、故障管理、性能管理等 互操作：直接控制对方比交换数据更为困难