第二章 操作系统基础PPT课件
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说明书 程序 数据
依次1,2…n
依次1,2…n
监督程序
批处理系统示意图
13
通道和中断技术的出现，实现了主机、通道和 输入输出设备的并行操作，提高了系统效率，方便 用户对输入输出设备的使用。
中断是指处理机在执行某一任务的过程中，接
收到中断信号而中断正在执行的任务，转而执行另 一任务的过程。
通道称为输入/输出处理机，它把主机和外部设
8
返回
3.1.2 操作系统的形成与发展
1. 无操作系统 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 6. 通用操作系统 7. 操作系统的进一步发展
9
1.无操作系统阶段
手工方式
特点： ①用户独占一台计算机的全部 资源
②CPU等待人工操作 问题：人机矛盾，CPU与I/O速度不匹 配
用户的角度：用户和计算机之间的接 口
资源管理的角度：管理者
任务组织的角度：合理的组织工作流 程，以提高资源利用率
软件的角度：重要的程序和数据的集
合
7
3.操作系统的定义
控制计算机软件、硬件资源， 合理地组织计算机工作流程以及方 便用户的程序的集合，是为建立用 户与计算机之间的接口而为裸机配 置的一种系统软件。
3.1.4 操作系统的特征及功能
返回
3.1.1 操作系统的作用和目的
4
1.操作系统的用概户应念用软件
系统应用软件 操作系统
裸机
任何用户都是通过OS
使用计算机的。
如 Dos，Windows，
Unix，Linux……
5
没有操作系统拷 贝一个文件真难!
我的计算机有拷贝 功能!
DOS
6
2.操作系统的作用和目的
3. 及时性：实时控制系统的及时性，则是以控制 对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来 确定的，一般为秒级、毫秒级直至微秒级。
2. 实时信息处理系统：对信息进行实时 处理的系统
26
6.通用操作系统
通用操作系统可以同时兼有多道 批处理、分时、实时处理的功能，或 其中两种以上的功能。
27
7.操作系统的进一步发展
两个发展方向
1. 随着计算机系统结构的发展，形成多 处理机操作系统、网络操作系统和分 布式操作系统。
2. 把操作系统应用于微机，并随微机的 发展而形成微机操作系统。
2. 交互性：用户可通过终端与系统进行 广泛的人机对话。
33
3.实时操作系统
特点
1. 多路性：实时信息处理系统与分时系统同样具 有多路性，系统按分时原则为多个终端用户服 务。
2. 独立性 ：实时信息处理系统与分时系统一样具 有独立性，每个终端用户在向实时系统提出服 务请求时，彼此独立地操作，互不干扰
备连接起来，并能和主机并行工作。
14
I/O中断请求 用户程序
I/O中断请求
监督程序
启动I/O I/O完成
启动I/O I/O完成
I/O操作
t1 t2
结束中断
t3 t4
t5 t6
单道批处理系统运行情况
结束中断
t7 t8
15
单道批处理系统
特点：在内存中只能存放一道作 业，因而称为单道批处理系统。 而其中的监督程序就是操作系统 的雏形
28
返回
7.操作系统的进一步发展
主要代表
微机操作系统 多处理器操作系统 网络操作系统 分布式操作系统
29
返回
3.1.3 操作系统的基本类型
1. 批处理操作系统 2. 分时操作系统 3. 实时操作系统 4. 个人计算机操作系统 5. 网络操作系统 6. 分布式操作系统
30
1.批处理系统
特点
1. 成批处理 2. 无交互性（用户脱机使用计算机） 3. 多道程序运行（提高系统资源利用
10
1.无操作系统阶段
脱机方式
特点：①减少了CPU的空闲时间 ②提高了I/O速度
问题：二进制编程繁琐，用户程序的 启动与结束处理时间等造成CPU空闲时 间太多
11
输入设备
外围机
磁盘Байду номын сангаас
磁盘
主机
磁盘
磁盘
外围机
输出设备
脱机I/O示意图
12
2.单道批处理系统
作业输出
……
作业n 说明书 程序
一 数据 批 作 业 作业1
16
单道批处理系统
问题：计算机资源仍得不到充分利用
1. 对于以计算为主的作业，输入输出 量少，外围设备空闲
2. 对于以输入/输出为主的作业，又会 造成主机空闲
17
3.多道批处理系统
程序A I/O请求
程序A I/O完成
程序A
程序B I/O请求
程序A 再被调度 A完成
程序B I/O完成
程序B
程序C I/O请求 C I/O完成 C 再被调度
20
多道批处理系统
必须协调的问题
1. 处理器的管理 2. 内存的管理 3. I/O设备的管理 4. 文件的管理
21
4.分时系统
分时系统工作过程示意图
22
分时系统
定义：一台主机上连接多个终端（带有 显示器和键盘）用户，同时允许多个用 户共享主机中的资源，每个用户都可通 过自己的终端以交互方式使用计算机， 好像自己独占机器一样。
率和作业吞吐量）
31
2.分时系统
特点
1. 多路性：允许在一台主机上同时连接 多台联机终端，系统按分时原则为每 个用户服务。
2. 独立性：每个用户各占一个终端，彼 此独立操作，互不干扰。
32
2.分时系统
特点
1. 及时性：用户的请求能在很短时间内 获得响应，此时间间隔是以人们所能 接受的等待时间来确定的，通常为2~3 秒钟。
程序C
程序D I/O请求
程序D
调度程序
多道批处理系统运行情况
18
多道批处理系统
特点
1. 内存中同时存放若干个作业 2. 系统中众多I/O设备可与CPU并行工
作 3. 资源利用率高、系统吞吐量大
19
多道批处理系统
在多道批处理系统中必须配置一组 软件来解决多道程序对系统资源的 共享和竞争问题，并对作业进行合 理的组织和调度，正是这样一组软 件形成了现代意义上的操作系统
23
分时系统
分时技术：将处理机的时间划分成很短 的时间片，规定每个程序只运行一个很 短的时间，只要所分配时间片到，便暂 停该程序的运行并立即调度下一个程序 运行。
24
5.实时系统
实时系统举例
25
实时系统
特点：提供即时响应和高可靠性 分类：
1. 实时控制系统：以计算机为中心的生 产过程系统和武器控制系统
第二章 操作系统基础
3.1 操作系统概述 3.2 操作系统的基本原理 3.3 常用操作系统简介
结束
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
3.1 操作系统概述
3.1.1 操作系统的作用和目的
3.1.2 操作系统的形成与发展
3.1.3 操作系统的基本类型
依次1,2…n
依次1,2…n
监督程序
批处理系统示意图
13
通道和中断技术的出现，实现了主机、通道和 输入输出设备的并行操作，提高了系统效率，方便 用户对输入输出设备的使用。
中断是指处理机在执行某一任务的过程中，接
收到中断信号而中断正在执行的任务，转而执行另 一任务的过程。
通道称为输入/输出处理机，它把主机和外部设
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返回
3.1.2 操作系统的形成与发展
1. 无操作系统 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 6. 通用操作系统 7. 操作系统的进一步发展
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1.无操作系统阶段
手工方式
特点： ①用户独占一台计算机的全部 资源
②CPU等待人工操作 问题：人机矛盾，CPU与I/O速度不匹 配
用户的角度：用户和计算机之间的接 口
资源管理的角度：管理者
任务组织的角度：合理的组织工作流 程，以提高资源利用率
软件的角度：重要的程序和数据的集
合
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3.操作系统的定义
控制计算机软件、硬件资源， 合理地组织计算机工作流程以及方 便用户的程序的集合，是为建立用 户与计算机之间的接口而为裸机配 置的一种系统软件。
3.1.4 操作系统的特征及功能
返回
3.1.1 操作系统的作用和目的
4
1.操作系统的用概户应念用软件
系统应用软件 操作系统
裸机
任何用户都是通过OS
使用计算机的。
如 Dos，Windows，
Unix，Linux……
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没有操作系统拷 贝一个文件真难!
我的计算机有拷贝 功能!
DOS
6
2.操作系统的作用和目的
3. 及时性：实时控制系统的及时性，则是以控制 对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来 确定的，一般为秒级、毫秒级直至微秒级。
2. 实时信息处理系统：对信息进行实时 处理的系统
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6.通用操作系统
通用操作系统可以同时兼有多道 批处理、分时、实时处理的功能，或 其中两种以上的功能。
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7.操作系统的进一步发展
两个发展方向
1. 随着计算机系统结构的发展，形成多 处理机操作系统、网络操作系统和分 布式操作系统。
2. 把操作系统应用于微机，并随微机的 发展而形成微机操作系统。
2. 交互性：用户可通过终端与系统进行 广泛的人机对话。
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3.实时操作系统
特点
1. 多路性：实时信息处理系统与分时系统同样具 有多路性，系统按分时原则为多个终端用户服 务。
2. 独立性 ：实时信息处理系统与分时系统一样具 有独立性，每个终端用户在向实时系统提出服 务请求时，彼此独立地操作，互不干扰
备连接起来，并能和主机并行工作。
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I/O中断请求 用户程序
I/O中断请求
监督程序
启动I/O I/O完成
启动I/O I/O完成
I/O操作
t1 t2
结束中断
t3 t4
t5 t6
单道批处理系统运行情况
结束中断
t7 t8
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单道批处理系统
特点：在内存中只能存放一道作 业，因而称为单道批处理系统。 而其中的监督程序就是操作系统 的雏形
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返回
7.操作系统的进一步发展
主要代表
微机操作系统 多处理器操作系统 网络操作系统 分布式操作系统
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返回
3.1.3 操作系统的基本类型
1. 批处理操作系统 2. 分时操作系统 3. 实时操作系统 4. 个人计算机操作系统 5. 网络操作系统 6. 分布式操作系统
30
1.批处理系统
特点
1. 成批处理 2. 无交互性（用户脱机使用计算机） 3. 多道程序运行（提高系统资源利用
10
1.无操作系统阶段
脱机方式
特点：①减少了CPU的空闲时间 ②提高了I/O速度
问题：二进制编程繁琐，用户程序的 启动与结束处理时间等造成CPU空闲时 间太多
11
输入设备
外围机
磁盘Байду номын сангаас
磁盘
主机
磁盘
磁盘
外围机
输出设备
脱机I/O示意图
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2.单道批处理系统
作业输出
……
作业n 说明书 程序
一 数据 批 作 业 作业1
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单道批处理系统
问题：计算机资源仍得不到充分利用
1. 对于以计算为主的作业，输入输出 量少，外围设备空闲
2. 对于以输入/输出为主的作业，又会 造成主机空闲
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3.多道批处理系统
程序A I/O请求
程序A I/O完成
程序A
程序B I/O请求
程序A 再被调度 A完成
程序B I/O完成
程序B
程序C I/O请求 C I/O完成 C 再被调度
20
多道批处理系统
必须协调的问题
1. 处理器的管理 2. 内存的管理 3. I/O设备的管理 4. 文件的管理
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4.分时系统
分时系统工作过程示意图
22
分时系统
定义：一台主机上连接多个终端（带有 显示器和键盘）用户，同时允许多个用 户共享主机中的资源，每个用户都可通 过自己的终端以交互方式使用计算机， 好像自己独占机器一样。
率和作业吞吐量）
31
2.分时系统
特点
1. 多路性：允许在一台主机上同时连接 多台联机终端，系统按分时原则为每 个用户服务。
2. 独立性：每个用户各占一个终端，彼 此独立操作，互不干扰。
32
2.分时系统
特点
1. 及时性：用户的请求能在很短时间内 获得响应，此时间间隔是以人们所能 接受的等待时间来确定的，通常为2~3 秒钟。
程序C
程序D I/O请求
程序D
调度程序
多道批处理系统运行情况
18
多道批处理系统
特点
1. 内存中同时存放若干个作业 2. 系统中众多I/O设备可与CPU并行工
作 3. 资源利用率高、系统吞吐量大
19
多道批处理系统
在多道批处理系统中必须配置一组 软件来解决多道程序对系统资源的 共享和竞争问题，并对作业进行合 理的组织和调度，正是这样一组软 件形成了现代意义上的操作系统
23
分时系统
分时技术：将处理机的时间划分成很短 的时间片，规定每个程序只运行一个很 短的时间，只要所分配时间片到，便暂 停该程序的运行并立即调度下一个程序 运行。
24
5.实时系统
实时系统举例
25
实时系统
特点：提供即时响应和高可靠性 分类：
1. 实时控制系统：以计算机为中心的生 产过程系统和武器控制系统
第二章 操作系统基础
3.1 操作系统概述 3.2 操作系统的基本原理 3.3 常用操作系统简介
结束
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
3.1 操作系统概述
3.1.1 操作系统的作用和目的
3.1.2 操作系统的形成与发展
3.1.3 操作系统的基本类型