第1讲操作系统概述

操作系统
华软软件学院软件工程系 P12
操作系统的形成与发展(1)
►手工操作（操作系统的史前时代） ►监控程序（操作系统的萌芽） ►多道批处理操作的概念（现代意义上的操作系统） ►分时操作系统（Time-Share Operating System） ►实时操作系统（Real Time OS） ►个人操作系统（贴近大众的操作系统） ►网络操作系统（Network OS） ►分布式操作系统（Distributed OS） ►嵌入式操作系统（Embedded OS）
是对计算机硬件功能的第一次扩充
定义：是计算机系统中的一个重要系统软件。它 管理和控制所有的计算机资源（软、硬件），合 理组织计算机工作流程，以便有效的利用这些资 源为用户提供一个功能强大、使用方便且易于扩 展的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接 口的作用。
操作系统
华软软件学院软件工程系 P9
操作系统的基本概念(4)
内容提要
►学习操作系统(即OS)的基本原理，要了解其 在计算机系统中的地位
►了解OS的发展和成熟过程
►了解OS的基本特性和功能
►了解操作系统的新技术
操作系统
华软软件学院软件工程系 P1
第一部分
操作系统的
基本概念
华软软件工程系
操作系统
主
•第1章
要 章
节
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操作系统
简单的问题：
应
用
操
作 硬件 系
统
件
软
基于硬件 计算机所有资 源的管理、协调 和分配 进程管理 界面管理 。。。等等
操作系统
华软软件学院软件工程系 P10
操作系统的基本概念(5)
►操作系统的功能
用户接口(系统调用、一组控制操作命令) 处理机管理(处理机CPU执行“时间”的管理) 存储管理（内存分配、存储保护、内存扩充） 设备管理 文件管理(文件存储空间的管理、目录管理、文
操作系统
华软软件学院软件工程系 P13
操作系统的形成与发展(2)
►几个概念1、单道程序设计及道程序设计单道程序设计: 任一时刻只允许一个程序在系统中执 行。一个程序执行结束后才能执行下一个程序
2、多道程序设计：任何时刻都允许多道程序在 系统中同时执行。（特性：多道、宏观上并行、 客观上串行）
操作系统
件系统的安全管理) 网络管理 信息保护与安全(访问控制、信息流控制、认证)
操作系统
华软软件学院软件工程系 P11
操作系统的基本概念(9)
►操作系统的性能评价
可靠性R(系统正常工作时间的平均值)、可维修性S (平均 故障修复时间) 、可用性A (系统的正常使用率)
系统吞吐量(系统在单位时间内所处理的信息量) 、系统响 应时间、系统资源利用率
操作系统
华软软件学院软件工程系 P6
操作系统的基本概念(1)
►计算机系统：硬件系统 + 软件系统
硬件系统：CPU、内存、外存、外设等 软件系统：系统软件（含操作系统、语言处理、
使用工具或软件等）、应用软件等
系列问题的提出：
1、我们的软件为何能够有条不紊地各自运行？
2、操作系统为何可以实现对各种资源的管理？
实用程序
诊断程序、排错程序等
系统软件：控制和维护 应用软件：完成一个特
计算机的正常运行，管理 定的任务，在系统软件的
计算机的各种资源，以满 支持下，才能运行。
足应用软件的需要。
操作系统
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操作系统的基本概念(3)
►操作系统
是配置在计算机硬件系统（也称为裸机系统） 上的第一层软件
1.为何要学操作系统？
操作系统
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操作系统
►学习操作系统实用吗?
设计操作系统 或者 修改现有的系统
加深对使用的OS的理解，有利于深入编程
编程时借鉴操作系统的设计思想和算法
选择购买操作系统
►操作系统课程的特点：
实践性强（从实践总结出原理）
涉及面广（并行程序，性能问题，结构问题，程序方法 论，软件工程，等等）
错综复杂：纵横交叉
操作系统
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课程的基本目的
➢ 1．介绍操作系统的基本概念、基本结构及运行环境 ➢ 2．介绍操作系统原理、设计方法和实现技术
➢ 3．介绍操作系统的演化过程、发展研究动向、新技 术以及新思想
➢ 4．介绍各种有代表性的、典型的操作系统实例
➢ 5．培养学生分析问题、解决问题的基本能力，培养 创造型人才
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操作系统的形成与发展(3)
单道程序设计
多道程序设计
操作系统
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操作系统的形成与发展(4)
3、分时操作系统
概念：用时间片、动态优先数（级）等方式，使CPU 轮流为多个用户或任务（程序）服务
分时操作系一般由主机、终端、分时操作系统构成。
主要特点： 多路调制性：多个程序并发执行 独占性：使用户感觉上独占CPU 交互性：利用系统界面（图形、命令）实现人机 “会话”
可维护性、可移植性、开放性等
►操作系统的特性
并发性（如正在打印的同时，也在输入数据） 共享性（资源不再由一个程序独占） 不确定性：执行过程、执行结果等的不确定性 虚拟性：虚拟系统、虚拟处理机、虚拟内存、虚拟设备、
虚拟文件系统等(把物理上的实体对应为多个逻辑上的对象， 多个逻辑对象通过分时使用物理实体，让每个逻辑对象感 到是独立使用物理实体。)
4、实时操作系统：及时响应事件，并在规定的 时间内完成对该事件的处理。如生产过程控制、 情报检索系统、民航票务系统等。
3、操作系统为何能够实现对CPU资源的分配？
4、谁将CPU资源分配操作系统的？
5、操作系统对各种资源（如CPU、内存、设备等）
的管理是采用什么策略？
6、。。。。。。
操作系统
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操作系统的基本概念(2)
软件系统
系统软件 应用软件
操作系统
Windows Unix Linux
语言处理程序 ASM
操作系统
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学习收获
➢ 1．使学生对操作系统的基本概念、基本结构及运 行环境有深入的认识，对操作系统这一课程有比较 全面的把握
➢ 2．使学生深入到操作系统内部，理解并掌握操作 系统的基本原理、设计方法和实现技术
➢ 3．使学生了解操作系统的演化过程、发展研究动 向、新技术以及新思想，使学生具有透过变化看趋 势、透过技术抓原理、把握学科发展脉搏的基本素 质，为其在今后相关领域开展工作打下坚实的基础