01-第一章操作系统引论.ppt

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1、第一章操作系统引论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1.1操作系统的目标和作用1.计算机系统的组成硬件系统（裸机）：CPU、存储器（主存、辅存）、I/O、I/O控制系统软件系统：系统软件、应用软件系统软件：管理计算机本身各类资源的操作。如操作系统、编译….应用软件：提供给用户进行解题。如，科学计算、数据处理….计算机系统的层次结构图1.1计算机系统的层次结构2.什么是操作系统计算机操作系统是能够合理的组织计算机的

2、工作流程，有效控制和管理计算机系统的硬件和软件资源，为用户提供操作界面，方便用户使用计算机的一组软件的集合。是用户（应用程序）与计算机硬件之间的接口。OS是掌控计算机上的一切事情的软件系统！操作系统的名称监控（督）程序（系统）（Monitor)执行系统（程序）(ExecutiveSystem(program))控制系统（程序）(ControlSystem（program))管理程序(Supervisor,SupervisorySystem)核心程序(Kernel)操作系统(OperatingSyst

3、em)3.操作系统的地位计算机系统由硬件和软件组成操作系统在硬件基础上的第一层软件是其他软件和硬件之间的接口操作系统设计者应用软件设计者应用软件设计者4.操作系统的作用OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口OS作为计算机系统资源的管理者OS用作扩充机器操作系统做什么？(程序是如何运行的）#includeintmain(intargc,char*argv[]){puts(“helloworld！");return0;}?用户告诉操作系统执行hello程序操作系统找到该程序，检查其类型

4、检查程序首部，找出正文和数据的地址文件系统找到第一个磁盘块父进程需要创建一个新的子进程，执行hello程序操作系统需要将执行文件映射到进程结构操作系统设置CPU上下文环境，并跳到程序开始处程序的第一条指令执行，失败，缺页中断发生操作系统分配一页内存，并将代码从磁盘读入，继续执行更多的缺页中断，读入更多的页面?程序执行系统调用，在文件描述符中写一字符串操作系统检查字符串的位置是否正确操作系统找到字符串被送往的设备设备是一个伪终端，由一个进程控制操作系统将字符串送给该进程该进程告诉窗口系统它要显示字符串

5、窗口系统确定这是一个合法的操作，然后将字符串转换成像素窗口系统将像素写入存储映像区视频硬件将像素表示转换成一组模拟信号控制显示器（重画屏幕）显示器发射电子束你在屏幕上看到helloworld?5.操作系统的目标目前存在着多种类型的OS，不同类型的OS，其目标各有所侧重。通常在计算机硬件上配置的OS（即所谓通用的操作系统），其目标有以下几点：1.方便性：使计算机易学易用、共享资源2.有效性：提高系统资源的利用率和吞吐量3.可扩充性：能适应硬件的发展，容易升级4.开放性：使应用程序具备可移植性和互操作性

6、6.推动操作系统发展的主要动力不断提高计算机资源利用率方便用户器件的不断更新换代计算机体系结构的不断发展1.2操作系统的发展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1.人工操作方式从第一台计算机诞生(1945年)到50年代中期的计算机，属于第一代，这时还未出现OS。计算机操作是由用户采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统，即由程序员将事先已穿孔(对应于程序和数据)的纸带(或卡片)装入纸带输入机(或卡片输入机)，再启动它们将程序和数据输入计算机，然后启动计算机运行。当程序运行完毕并取走计算结果后，才让下

7、一个用户上机。人工操作方式的特点特点:用户独占全机CPU等待人工操作独占性串行性缺点:计算机的有效机时严重浪费效率低2.脱机输入/输出方式在采用脱机输入输出方式时，程序和数据的输入输出都是在外围计算机的控制下完成的，即它们是脱离主机进行的，故称之为脱机输入输出操作。脱机I/O方式的主要优点如下：（1）减少了CPU的空闲时间。（2)提高I/O速度。图1-2脱机I/O示意图脱机输入技术为解决低速输入设备与CPU速度不匹配的问题，可将用户程序和数据，在一台外围计算机的控制下，预先从低速输入设备输入到磁

8、带上，当CPU需要这些程序和数据时，再直接从磁带机高速输入到内存，从而大大加快了程序的输入过程，减少了CPU等待输入的时间。脱机输出技术当程序运行完毕或告一段落，CPU需要输出时，无须直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速地把结果送到磁带上，然后再在另一台外围机控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，这就大大加快了程序的输出过程。1.2.2单道批处理系统单道批处理系统的处理过程批处理是指计算机系统对一批作业自动进行处理的一种技术。单道批处理在内存中仅有一道作