计算机操作系统 刘循 朱敏 文艺 第1章导论

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1、计算机操作系统主讲:四川大学计算机学院刘循1第1章导论操作系统是计算机系统中非常重要的部分。不同的计算机环境和不同的应用环境，需要不同的操作系统。操作系统的职责是管理计算机系统的硬件资源、软件资源，控制计算机的整个工作流程。计算机系统结构和硬件技术的发展推动了操作系统的发展，因此而出现了多种形式、能够满足多种应用、资源利用效率不断提高的操作系统；操作系统技术的不断发展又使得计算机的处理器、存储器等硬件资源的利用率得到了很大提高，能够不断满足用户方便、高效、快捷应用计算机的需求。2本章讲述的主要内容操作

2、系统与计算机操作系统的功能和特征操作系统的发展IBM计算机与操作系统31.1操作系统与计算机1.1.1计算机的组织结构计算机的组织结构决定了计算机中信息传送速度和计算机的性能。计算机的组织结构由处理器、内存储器、输入部件和输出部件组成。计算机的基本组织结构如图1.1所示。图1.1计算机的基本组织结构CPU内存储器磁盘控制器输入控制器输出控制器磁盘磁盘41.1操作系统与计算机1.1.1计算机的组织结构处理器是计算机的核心，由控制器、运算器及高速存储器组成。控制器从计算机的内存储器中取出指令并进行分析，运

3、算器实现指令所需要的操作，高速存储器由若干寄存器组成，存储一些暂时的结果和控制信息。内存储器存储处理器运行的程序和数据，处理器直接读写内存储器。输入部件和输出部件实现计算机的信息输入与输出。磁盘作为计算机的外存，能够长期保存大量的信息，是重要的输入与输出部件。51.1.2操作系统与计算机计算机系统由硬件和软件两大部分组成。硬件是软件运行的平台，软件是硬件功能的体现和扩充，计算机硬件和软件相辅相承、互为促进、缺一不可。软件包括应用软件和系统软件。应用软件用于解决各种具体的应用问题，如财务软件用于财务管理

4、，办公软件用于处理办公事务，网络软件用于网络应用。系统软件为各种应用提供使用计算机环境和服务支持。61.1.2操作系统与计算机（续）操作系统、计算机硬件、应用程序、用户之间的关系如图1.2所示。应用程序计算机硬件操作系统系统功能调用终端用户及本地用户程序员图1.2操作系统与计算机硬件之间的关系71.1.2操作系统与计算机（续）计算机的价值通过计算机应用体现。程序员、应用程序和终端用户及本地用户应用通过操作系统应用计算机，操作系统为他们提供运行平台。操作系统的作用如下：直接位于计算机硬件之上，为计算机的

5、应用提供接口提供通用的计算机服务，与专用的应用领域无关实现资源管理策略，为不同的应用提供共享资源操作系统作为计算机资源的管理者，能够协调和指挥计算机的各个组件按照一定的计划协同工作，有序地控制计算机中的处理器、存储器和输入/输出设备的分配，在相互竞争的用户和程序之间协调冲突，保证计算机系统正常有效地运行。81.1.3操作系统的概念和使用操作系统的目的没有操作系统的计算机，需要直接对计算机硬件进行操作。只有对计算机指令、操作、时序、地址和各类寄存器非常熟悉和精通的计算机专家，才能操作和使用这类计算机。由

6、于操作系统隐藏了对计算机硬件操作的复杂性，因此，有操作系统的计算机，用户通过操作系统使用计算机，用户不必知道更多的计算机硬件知识便能够方便地操作和使用计算机。1．操作系统的概念操作系统是计算机系统中一组控制和管理计算机硬件资源和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以方便用户使用的程序的集合。91.1.3操作系统的概念和使用操作系统的目的(续）2．使用操作系统的目的有效的管理计算机资源操作系统采取有效管理机制，使计算机系统中的所有硬件和软件资源能够得到充分利用。方便用户使用计算机资源操作系统为用户提供友

7、好的界面。扩大计算机功能操作系统对计算机硬件进行管理和隔离，以虚拟机的形式扩大了计算机的功能，让更多的用户可以分享计算机提供的功能。构筑开放环境操作系统的设计和构造遵循国际标准有：开放的通信标准、开放的用户接口标准、开放的线程库标准、开放的用户应用标准等。101.2操作系统的功能和特征只有在明确并理解操作系统功能和特征的基础上，才能完成操作系统结构设计，才能实现并合理应用操作系统，也才能提高计算机系统性能。随着计算机技术的不断发展和计算机应用的日益广泛，操作系统的功能不断增强，操作系统的特征不断完善。

8、1.2.1操作系统的功能操作系统的功能不仅体现在对系统资源进行管理上，而且体现在其为用户提供的应用上。操作系统的功能有处理器管理、存储器管理、输入/输出设备管理、文件系统和用户接口。111.2操作系统的功能和特征1．处理器管理处理器（CPU）是计算机的核心部件，是对计算机性能影响最大的系统资源。处理器管理的主要任务如下：进程和线程的描述与控制处理器调度进程或线程的同步与互斥死锁的检测和预防进程之间及线程之间的通信121.2.1操作系统的功能（续）2．存储