第04章资源管理技术

系统特点：
微机操作系统的诞生，MS-DOS； • 多用户操作系统；例如，UNIX； • 基于图形界面操作环境的操作系统；例如，
Windows； • 网络操作系统；例如，Windows NT； • “客户机/服务器”模式。 • 多媒体技术
第04章资源管理技术
面临的问题：
• 由于数据信息的含义拓宽为包括“声音、图 像、影视等多媒体信息，因此，信息传输 的 “瓶径”问题显得格外突出。网上大流量 的传输需求与线路频带宽度的矛盾上升为 主要矛盾。
工操作； • 用户既是操作员又是程序员；既用户必须是 计算
机专家； • 主要用于科学计算。 • 面临的问题：
• 人机矛盾日益突出、系统资源利用率低。
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2、第二阶段（成批处理系统）
为解决人机矛盾，提高资源利用率，人们 很自然想到：让计算机保持不间断工作、减 少人工干预程度。于是产生了把 “零散的单 一程序处理” 变为 “集中的成批程序处理” 的处理方式。
特点：不需人工干预，进行批量处理。 批处理系统又分为单道批处理系统和多 道批处理系统。 缺点：处理过程中，用户不能干预。
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分时系统： 分时系统是多道程序的变种，每个用户都通
过一个联机终端使用计算机系统。 分时系统与批处理系统的区别：在批处理系
统中，一个作业可以长时间地占用CPU直至该作业 执行完成；而在分时系统中，一个作业只能在属于 它的那个时间片内使用CPU，时间一到，系统将剥 夺作业的CPU使用权，把CPU分配给其他的作业 使用。
“批处理”操作系统由此而产生；被称为“第 1代操作系统”。
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系统特点：
把一批性质相同的程序（例如，求解不同边 界条件的微分方程）按序存放在存储介质 中；
• 一次性提交给计算机进行处理； • 减少了手工操作的时间，使系统有相对较
长的连续运行时间，从而提高了CPU利用 率。
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系统特点：
• 多道处理 一个CPU同时处理多个程序；同时将多 个程序装入内存、并同时运行的机制；大大提高了 CPU的利用率；
• 通道技术 将I/O处理从CPU的控制下独立出来的一 套处理机制，也称为“I/O处理机”；CPU不再直接 控制I/O设备，而是通过通道去控制，从而实现了 CPU和I/O设备之间的并行工作，缓解了CPU和I/O 速度不匹配的矛盾；
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3、第3阶段（执行程序系统和多道的引入)
为解决高速CPU和低速I/O不匹配的矛盾，在硬、软 件资源方面做了巨大的改进，由此诞生了许多新技术：
高质量、高效率的高级语言编译器： FORTRAN、COBOL、PASCAL等； 分时系统 将CPU划分为很小的时间片，采用循环轮 作方式处理多道程序； CPU 和 I/O 的 并 行 处 理 技 术 ； 包 括 ： 通 道 技 术 、 缓冲技术、多道处理技术、中断技术等。 由此产生了第三代操作系统。
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三、 操作系统的分类（访问方式）
1、批处理操作系统 (Batch Processing) 2、分时系统(Time Sharing ) 3、实时系统(Real Time) 4、通用操作系统
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批处理操作系统： 解决：用户操作速度太慢与计算机处理
速度极快之间的矛盾，提高了计算机系统的 吞吐量，提高了系统资源的利用率。
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第4章 资源管理技术
所谓操作系统就是能有效地管理计算机系统中的各种
软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，为 用户创造良好工作环境的系统软件。
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4.1 操作系统的概念
一、操作系统的功能与任务 OS是最基本的、核心的系统软件，是加在系统硬
件上的第一层软件，是硬件的首次扩充。 其作用有如下几个方面： （1）管理系统资源 （2）为用户提供资源共享的条件和环境，并对资 源的使用进行合理调度 （3）提供输入输出的方便环境，提供良好的用户 界面 （4）规定用户的接口，进行各种错误处理
操作特点：
程序员和操作员有了明确的分工；程序员负 责把实际问题抽象为计算机能够求解的模型， 再用算法语言把它编为可在计算机上运行的 程序；而上机操作则由操作员来完成； • 开始摆脱手工操作方式，由批处理监管程序 来完成成批程序的处理。
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面临的问题：
• 高速CPU和低速I/O的矛盾加剧。 由于计算机技术的发展，CPU处理速度提高 很快，但I/O的速度却很慢，系统整体效率 没有得到应有的提高。
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面临的问题：
• CPU利用率低的矛盾更加激化。 现有处理技术和手段已不适应应用的实 时处理需求。
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4、第4阶段
随着计算机技术和硬件技术的发展，特 别是大容量存储器的问世，促进了软件技术 的发展，从而产生了功能更强大、更完善的 第四代操作系统。
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• 中断技术 在程序运行中，出现了某种紧急事件， 必须暂时中止现行程序，转去处理此事件，然后再 恢复中断程序的运行技术。
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操作特点：
操作更加简单； 例如，MS-DOS、UNIX、WINDOWS；
• 功能更加强大； 五大功能由此实现；
• 应用程序丰富多彩； 计算机应用已广泛涉及到各行各业、各个领 域。
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操作系统的五大功能
பைடு நூலகம்
操作系统功能
文件管理
进程管理
作业管理
存储器管理 设备管理
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二、OS的发展过程
• 1、第一阶段（手工操作阶段） 输入纸带（卡片）、电传打字机输出结果、在控制 台上用搬键输入命令等；
• 没有OS，只能用机器指令控制、操作计算机； • 用户独占整个系统资源，利用率低；CPU等 待人
特点： 同时性、 独立性、及时性、 交互性 必须考虑：系统的响应时间。 系统核心：时间片轮流调度技术。 影响系统响应时间的因素：用户数目，时间 片的长短以及作业调度第04章所资源必管理须技术的系统开销等。
例：有人说：“分时系统中分时时间片的长短 问题无所谓，并不影响终端用户得到的及时 响应。”
结论：分时时间片的长短问题是一个重要问 题，它将直接影响用户得到的及时响应。”