计算机操作系统(第三版)第一章。PPT

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1.1.2 操作系统的作用
1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 作为用户与计算机硬件系统之间的接口 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 3. OS用作扩充机器 用作扩充机器
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1.1.3 推动操作系统发展的主要动力
1. 不断提高计算机资源利用率 2. 方便用户 3. 器件的不断更新换代 4. 计算机体系结构的不断发展
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1.2 操作系统的发展过程
1.2.1 无操作系统计算机系统 1.2.2 单道批处理系统 1.2.3 多道批处理系统 1.2.4 分时系统 1.2.5 实时系统
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计算机及操作系统的形成和发展
计算机的发展过程 1946-1955：第一代 ： 1955-1965：第二代 ： 1965-1980：第三代 ： 1980至今： 第四代 至今： 至今 操作系统的发展阶段 第一代计算机：手工操作阶段（无操作系统） 第一代计算机：手工操作阶段（无操作系统） 第二代计算机：批处理（早期） 第二代计算机：批处理（早期）、执行系统 第三代计算机：操作系统形成—批处理操作系统 批处理操作系统、 第三代计算机：操作系统形成 批处理操作系统、分时操 作系统 第四代计算机： 个人计算机操作系统、 网络操作系统、 第四代计算机 ： 个人计算机操作系统 、 网络操作系统 、 分布式操作系统
1、OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 、 作为用户与计算机硬件系统之间的接口
用户可以通过以下三种方式来使用操作系统： 用户可以通过以下三种方式来使用操作系统： (1) 命令方式。这是指由 提供了一组联机命 命令方式。这是指由OS提供了一组联机命 语言)， 用户可通过键盘输入有关命令， 令(语言 ， 用户可通过键盘输入有关命令，来直接 语言 操纵计算机系统。 操纵计算机系统。 (2) 系统调用方式。OS提供了一组系统调用， 系统调用方式。 提供了一组系统调用 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， 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。 来操纵计算机。 (3) 图形 、 窗口方式 。 用户通过屏幕上的窗口 图形、 窗口方式。 和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。 和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。
银行系 航空订 统 票系统 操作系统 机器语言 微程序 物理设备
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探 险 游 戏
应用程序 系统程序
编译器 编辑器 命令解释器
硬件
1.0.2 操作系统的定义
操作系统是一个大型的程序系统， 操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算 机的全部软、硬资源的分配、调度工作， 机的全部软、硬资源的分配、调度工作，控制和协 调并发活动，实现信息的存取和保护。 调并发活动，实现信息的存取和保护。它提供用户 接口，使用户获得良好的工作环境。 接口，使用户获得良好的工作环境。操作系统使整 个计算机系统实现了高效率、高度自动化、 个计算机系统实现了高效率、高度自动化、高利用 率和高可靠性。 率和高可靠性。 操作系统（ 操作系统（operating system，简称 ） ，简称OS）
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1.0.3 操作系统在软硬件层次中的地位
应用用户
命令解 释器 编辑器 编译器 数据库 应用开发人员 管理器 数据库 应用
C库/数学库/图形库/窗口库等 数学库/图形库/
应用软件 系统调用库 系统工具
操作系统 硬件层 计算机硬件
操作系统内核
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电子管时代 晶体管时代 集成电路时代 大规模集成电路时代
1.2.1 无操作系统的计算机系统
1. 人工操作方式 电子管计算机时代（ 年到50年代中期 电子管计算机时代 （ 1945年到 年代中期 ） ， 年到 年代中期） 无操作系统。 由手工控制作业的输入输出,通过控制 无操作系统 。 由手工控制作业的输入输出 通过控制 台开关启动程序运行。 台开关启动程序运行。 用户使用计算机的过程大致如下：先把程序纸带 用户使用计算机的过程大致如下： 装上输入机，启动输入机把程序和数据送入计算机， 装上输入机，启动输入机把程序和数据送入计算机， 然后通过控制台开关启动程序运行，计算完毕后， 然后通过控制台开关启动程序运行，计算完毕后，用 户拿走打印结果，并卸下纸带。 户拿走打印结果，并卸下纸带。 缺点：(1) 用户独占全机 缺点： (2) CPU等待人工操作。 等待人工操作。 等待人工操作
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1.1.2 操作系统的作用
1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 作为用户与计算机硬件系统之间的接口 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 3. OS用作扩充机器 用作扩充机器
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1、OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 、 作为用户与计算机硬件系统之间的接口
用 应用程序 系统调用 命令 图标、窗口 图标、 操作系统 户
计算机硬件 OS作为接口的示意图 作为接口的示意图
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3. OS用作扩充机器 用作扩充机器
把覆盖了软件的 机器称为扩充机器 或虚机器。 或虚机器。 OS包含了若干 包含了若干 个层次， 个层次，因此在裸 机上覆盖OS后 机上覆盖 后， 便可获得一台功能 显著增强， 显著增强，使用极 为方便的多层扩充 机器或多层虚机器。 机器或多层虚机器。
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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
处理机管理：用于分配和控制处理机； 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； 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； 设备管理：负责 设备的分配与操纵 设备的分配与操纵； 设备管理 文件管理： 负责文件的存取、共享和保护。 文件管理： 负责文件的存取、共享和保护。
操作系统 开发人员
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1.1 操作系统的目标和作用
1.1.1 操作系统的目标 1.1.2 操作系统的作用 1.1.3 推动操作系统发展的主要动力
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1.1.1 操作系统的目标
目前存在着多种类型的OS，不同类型的OS， 目前存在着多种类型的 ，不同类型的 ， 其目标各有所侧重。 其目标各有所侧重。通常在计算机硬件上配置的 OS，其目标有以下几点： ，其目标有以下几点： 1. 方便性 2. 有效性 3. 可扩充性 4. 开放性
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1.1.2 操作系统的作用
1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 作为用户与计算机硬件系统之间的接口 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 3. OS用作扩充机器 用作扩充机器
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为什么要学习操作系统
开发操作系统或修改现有的操作系统 加深对使用的操作系统的理解， 加深对使用的操作系统的理解，有利于深 入编程 编程时借鉴操作系统的设计思想和算法 选择使用操作系统
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教学目的:
掌握操作系统概念 了解操作系统结构 熟悉操作系统算法 为并发高级程序设计和操作系统使用，管理， 为并发高级程序设计和操作系统使用，管理， 开发打基础 为其它课程学习提供知识保障 锻炼思维
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运算器 CPU 控制器 主机 内存 硬件 计 算 机 系 统 随机存储器(RAM) 随机存储器 只读存储器(ROM) 只读存储器 高速缓冲存储器
外部设备
输入设备：键盘、鼠标、 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪 输出设备：显示器、 输出设备：显示器、打印机 硬盘、光盘、 外 存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡、 网络设备：网卡、调制解调器等 操作系统：Windows、Unix、 操作系统：Windows、Unix、Linux 语言处理程序： Pascal、VB等 语言处理程序：C、Pascal、VB等 实用程序：诊断程序、 实用程序：诊断程序、排错程序等 办公软件包、数据库管理系统 办公软件包、
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系统软件 软件 应用软件
1.0.1 计算机系统的组成 现代计算机系统主要包含一个或多个处 理器、若干主存、时钟、终端、磁盘、 理器、若干主存、时钟、终端、磁盘、网络 接口及其他输入/输出设备 输出设备， 接口及其他输入 输出设备，是一个非常复杂 的系统。 的系统。
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1.0 什么是操作系统
1.0.1 计算机系统的组成 1.0.2 操作系统的定义 1.0.3 操作系统在软硬件层次中的地位
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1.0.1 计算机系统的组成 计算机系统主要由硬件和软件两部分组成： 计算机系统主要由硬件和软件两部分组成： 硬件部分：指其物理装置本身， 硬件部分：指其物理装置本身，包括各种 处理器（如中央处理器、 处理器（如中央处理器、输入输出处理和 该系统中的其他处理器）、存储器、 ）、存储器 该系统中的其他处理器）、存储器、输入 输出设备和通信装置； 输出设备和通信装置； 软件部分： 软件部分：指由计算机硬件执行以完成一 定任务的所有程序及其数据。 定任务的所有程序及其数据。
1、OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 、 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 处于用户与计算机硬件系统之间， 处于用户与计算机硬件系统之间 OS来使用计算机系统。或者说，用户在OS帮助下， 来使用计算机系统。或者说，用户在 帮助下， 来使用计算机系统 帮助下 能够方便、 快捷、 安全、 能够方便 、 快捷 、 安全 、 可靠地操纵计算机硬件和 运行自己的程序。 运行自己的程序。 应注意， 是一个系统软件 是一个系统软件， 应注意，OS是一个系统软件，因而这种接口是 软件接口。 软件接口。
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1.2.1 无操作系统的计算机系统
2. 脱机输入 输出 脱机输入/输出 输出(Off-Line I/O)方式 方式 用户使用计算机的过程大致如下： 用户使用计算机的过程大致如下 ： 先把程序 纸带装上输入机， 在 外围机的控制下 ， 输入到磁 纸带装上输入机 ， 外围机 的控制下， 的控制下 带上，当CPU需要时，从磁带高速调入内存。 带上， 需要时，从磁带高速调入内存。 需要时 输出时， 输出时 ， CPU直接高速把数据从内存送到磁 直接高速把数据从内存送到磁 然后在另一台外围机 的控制下， 另一台外围机的控制下 带 ， 然后在 另一台外围机 的控制下 ， 将磁带上的 结果通过输出设备输出。 结果通过输出设备输出。
重点与难点： 操作系统各种算法的理解和掌握。 操作系统各种算法的理解和掌握
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第一章 操作系统引论
1.0 什么是操作系统 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