操作系统 引论

重难点：
  多道程序设计，OS的基本类型，OS的功能

什么是操作系统

• 计算机硬件系统上配置的第一个大型软件，称为计算机操作系统，该软件满足：

  • 管理计算机系统的硬件和软件
  • 控制计算机系统的工作流程；
  • 为其他软件和用户提供安全、方便的运行、操作环境；
  • 提高计算机系统的效率

• 或者说，计算机操作系统是在研究计算机系统的工作方式和使用方式基础上，提出对计算机系统进行管理、控制的原理和方法，让计算机能够更好地为人们的学习、工作和生活服务
    

计算机系统的层次结构

• 操作系统是对硬件层的第一次扩充，同时又作为其他软件运行和用户操作的基础。起了“承下启上”的作用

  

多道程序设计

• 多道程序设计是指：在内存同时存放多道程序，这些程序可以并发执行
• 多道程序的并发执行是指：在多道程序设计环境下，处理器在开始执行一道程序的第一条指令后，在这道程序完成之前，处理器可以开始执行另一道程序、甚至更多的其他程序
• 例子

  

OS的基本类型

• 批处理系统及其特征
  • 工作流程见书P9
  • 特征：
    • 批量处理，方便操作
    • 自动执行，资源利用率高（因为采用了多道程序的并发执行）
    • 缺少人机交互能力，不便于调试程序
• 分时系统及其特征
  • 工作流程见书P11
  • 特征：
    • 同时性：多个用户同时使用系统
    • 独立性：每个请求能独立地得到处理
    • 及时性：及时处理用户请求并返回结果
    • 交互性（主要特征）：有人机交互，可方便地调试程序
• 实时系统及其特征
  • 外部设备定期或者随时产生事件，要求计算机系统及时响应并且在严格规定的时间范围内处理完成
  • 特征：
    • 高及时性
    • 高可靠性
• 小结：批处理和分时中，对结果正确性有要求，对返回结果的时间没有严格要求，而实时对二者都有要求；分时和实时有人机交互，便于调试
    

操作系统的主要功能

• 用户接口及作业管理
  • 隐藏底层硬件的物理特性差异和复杂处理细节，为用户提供方便、有效和安全的接口
• 处理器管理
  • 使处理器实现多道程序并发执行
• 存储器管理
  • 为每个运行的程序分配独立的存储空间
• 文件系统
  • 用专门的模块管理数据，实现对数据的存储、检索、共享及保护
• 设备管理
  • 使用户可以方便地使用各种设备和不断出现的新设备