计算机操作系统概述

1 走进计算机操作系统

一：什么是计算机操作系统？

计算机操作系统定义：配置在计算机硬件基础之上的第一层软件，可以理解为计算机硬件的“第一指挥官”。

二：计算机操作系统的目标：

1.方便性

2.有效性

3.可扩充性

4.开放性

三：计算机操作系统的作用？

1：用户与计算机之间的“中介”（接口）

2：计算机资源的管理者

3：实现对计算机资源的抽象

四：操作系统发展的动力：

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

5. 不断提出新的应用需求

2 计算机操作系统的发展过程

一：“史前时代”

1：计算机诞生之前

2：1945年，世界上第一台计算机在美国诞生

3：1946年，冯.洛伊曼计算机体系结构提出

二：发展过程

未配置操作系统——第一个批处理OS（1950年代）——多道批处理OS，实时OS出现（1960中期）——微机OS，多处理机OS、网络OS等（1970-1990年代）

三：未配置操作系统的计算机

1 人工操作

2：脱机输入输出阶段

四：单道批处理操作系统

先把一批作业以脱机方式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序(Monitor)，在它的控制下，使这批作业能一个接一个地连续处理。

缺点：系统资源得不到充分的利用

五：多道批处理系统

1 多道程序设计

2: 优缺点：

占用资源利用率高，系统吞吐量大，平均周转时间长，无交互能力

六：分时系统

多路性，及时性，独立性，交互性

七：实时系统

1：定义：十分注重处理的时效性（如火箭发射系统）

2：实时系统的分类：(1) 工业(武器)控制系统，(2) 信息查询系统，(3) 多媒体系统，(4) 嵌入式系统

3：实时任务的分类：

(1) 周期性实时任务和非周期性实时任务

(2) 硬实时任务和软实时任务

八：微机操作系统的发展：

• 单用户单任务(MS-DOS)
• 单用户多任务(Windows)
• 多用户多任务(UNIX/Linux)

3 计算机操作系统的基本特性

• 并发

  1：什么是并发？

  所谓“并发”，是指同一时间间隔发生大于或等于2件的事务。

  2：什么是并行性？

  多件事务同时发生

• 共享

  1：定义

  系统中的资源可供并发的程序同时享有。

  2：分类

  互斥共享、同时访问

• 虚拟

  物理实体转化为逻辑上的对应物

• 异步

  以不可预知的状态同时推进（多道程序）

4 计算机操作系统的主要功能

• 处理机管理

  对处理机的分配及运行进行管理

  1：进程控制

  2：进程同步

  3：进程通信

  4：进程调度

• 存储器管理

  为多道程序的运行提供良好的环境

  1：内存分配

  2：内存保护

  3：地址映射

  4：内存扩充

• 设备管理

  1：缓冲管理

  2：设备分配

  3：设备分配

• 文件管理
• 1：文件的存储空间管理
• 2：文件的目录管理
• 3：文件的I/O管理

• 用户接口

  1：用户接口

  2：程序接口

5 操作系统的结构设计

• 无结构
• 模块化
• 分层式
• 微内核