操作系统引论(讲)

第一章操作系统引论
用户程序 监督程序 I/O 操作
I/O 中断请求 启动 I/O I/O 完成
I/O 中断请求 启动 I/O I/O 完成 结束中断
结束中断
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 OS引入多道程序设计技术可带来的好处 (a ) 单道程序运行情况
t8
1、提高 CPU的利用率 程序A I/O 请求
对单道批处理阶段的评价
(1) (2) (3) (4) 作业转换时间大大减小，系统运行效果提高 存在I/O慢造成的CPU空闲等待时间（单道） 程序员（和非编程用户）无法同计算机交互 一个操作系统被设计成只能在一种机器上运行
第一章操作系统引论
3.多道批处理系统——第三代计算机
操作系统发展史上革命性变革。 多道批处理系统(Multiprogrammed Batch Processing System)的基本概念 多道程序设计技术：在内存中放多道程序 ,使它们在 管理程序的控制下相互穿插地运行。
(1) 自动性
(2) 顺序性 (3) 单道性
第一章操作系统引论
单道批处理系统处理阶段的特点 (1) 作业（步）间不需要人的干预 (2) 监控程序常驻内存，开机后第一个进入内存，直 到关机一直驻留在内存中 (3) 专职操作员，程序员不在现场 (4) 单道 (5) 监控程序只为一个计算机系统设计 (6) 程序的最后一条指令需是返回控制到监控程序
⒊《Operating System Concepts》（ Sixth Edition) ， Abraham Silberschatz & Peter Baer Galvin & Greg Gagne，高等教育出版 社；
⒋《计算机操作系统教程》（第二版），张尧学，史美林，清华 大学出版社； ⒌《计算机系统结构》（第三版），李学干，西安电子科技大学 出版社；
用户
机器指令 文件系统
I/O软件
实现对文件的管理
I/O操作命令：read等
物理接口 硬件
虚机器 注1：裸机上铺设的I/O软件隐藏了 对I/O设备的具体细节，向上提供 了一组抽象的I/O设备。 注2：OS是铺设在计算机硬件上的多 层系统软件，它们不仅增强了系统的 功能，还隐藏了对硬件操作细节
推动操作系统 发展的主要动力
方便性
有效性
可扩充性
开放性
第一章操作系统引论
1.1 操作系统的目标和作用
操作系统的作用
OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
进入
OS作为计算机系统资源的管理者
OS实现了对计算机资源的抽象
进入
来自百度文库
第一章操作系统引论
用 应用程序
户
系统调用 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
程序 A 程序 B 程序 C 程序 A 程序B I/O 请求
程序A I/O 完成 程序A 再被调度 A 完成 程序B I/O 完成 C I/O 完成 C 再被 调度 程序D I/O 请求 程序 D
2、可提高内存和 I/O设备利用率 程序 B
程序C I/O 请求 程序 C
第一章操作系统引论
多道批处理系统(Multiprogrammed Batch Processing System)的处理过程 用户将作业交到机房，操作员将一批作业输入到辅 存（如磁盘）上，形成一个作业队列。当需要调入 作业时，管理程序从这一批中选几道作业调入内存， 让它们进入内存运行。当一些作业完成时，管理程 序调入另一些程序，直到这一批作业全部完成。
第一章操作系统引论
开始
还有下一 个作业？
是
把下一个作业的 源程序转换为目 标程序
否
停止 是
源程序有 错吗？
否
运 行 目标程序 装 配 目标程序
图 1-4 单道批处理系统的处理流程 第一章操作系统引论

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。尽管如此，该系统比起人 工操作方式的系统已有很大进步。
单道批处理系统的工作过程：用户将作业交到机房，操作员将 一批作业输入到辅存（如磁带）上，形成一个作业队列。当需 要调入作业时，监控程序从这一批中选一道作业调入内存运行。 当这一作业完成时，监控程序调入另一道程序，直到这一批作 业全部完成。 由于系统对作业的处理是成批进行的，且在内存中始终只保持 一道作业，故此称系统为单道批处理系统。
两方面的缺点： (1) 用户独占全机。 (2) CPU等待人工操作。
主 机
脱机输入输出方式
两方面的优点： (1)减少了CPU的空闲时间。 (2) 提高I/O速度。 输 出 设备 外 围 机
2.单道批处理系统——第二代计算机
单道批处理系统(Simple Batch Processing System) 的处理过程
６．《操作系统教程》，陈向群，杨芙清，北京大学出版社
本 课 程 地 位
专业核心课程
考研核心课程
技术开发的理论基础
第一章
操作系统引论
1.1操作系统的目标和作用
1.2操作系统的发展过程 1.3操作系统的基本特性 1.4操作系统的主要功能 1.5操作系统的结构设计
1.1 操作系统的目标和作用
操作系统的目标
教材：
汤小丹，汤子瀛 ,哲凤屏等.计算机操作系统(修订版). 西安电子科技大学出版社
教学计划：
1、15周课，每周2次，每次2学时，共计60学时。 2、6次实验，每次2学时。共计12学时。 3、成绩：平时：30％，期末考试：70％。
参考书目
⒈ 《 操 作 系 统 —— 内 核 与 设 计 原 理 》 （ 第 四 版 ） ， William Stallings，魏迎梅，王涌等译，电子工业出版社； ⒉ 《 操 作 系 统 ： 设 计 与 实 现 》 （ 第 二 版 ） ， Andrew S.Tanenbaum, Albert S.Woodhull，：王鹏，尤晋元，朱鹏，敖青 云译，电子工业出版社；
不断提高计算机 资源的利用率
方便用户
器件的不断 更新换代
计算机系统结构 的不断发展
第一章操作系统引论
1.2 操作系统的发展过程
无操作系统的计算机系统
单道批处理系统
多道批处理系统
分时系统
实时系统
第一章操作系统引论
1.无操作系统的计算机系统——第一代计算机
输 入 设备 人工操作方式 外 围 机 磁 盘