第一章具体操作系统概述.ppt

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1、第一章操作系统概述操作系统的基本概念操作系统的特征研究操作系统的几种观点操作系统的技术发展过程著名的操作系统操作系统的分类操作系统的功能一、操作系统的地位计算机系统由硬件和软件组成操作系统是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.二、操作系统的定义操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合——它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源,合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行.有效：系

2、统效率，资源利用率（如：CPU利用的充足与否，内存、外部设备是否忙碌）合理：公平与否，如果不公平则会产生“死锁”或“饥饿”方便：两种角度：用户界面编程接口三、操作系统的特征并发（concurrency）：处理多个同时性活动的能力在计算机系统中同时存在多个程序宏观上：这些程序是同时在执行的微观上：任何时刻只有一个程序在执行（单CPU），即微观上这些程序在CPU上轮流执行并行（parallel）：(与并发相似，但多指硬件支持）由并发引起的问题：活动切换、保护、相互依赖的活动间的同步共享（sharing）：操作系统与多个用户的程序共

3、同使用计算机系统中的资源（共享有限的系统资源）操作系统要对系统资源进行合理分配和使用资源在一个时间段内交替被多个进程所用互斥共享（如音频设备）同时访问（如可重入代码，磁盘文件）问题：资源分配难以达到最优化，保护虚拟（Virtual）：一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体－－分时或分空间。虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率CPU－－每个用户（进程）的"虚处理机"存储器－－每个进程都占有的地址空间（指令＋数据＋堆栈）显示设备－－多窗口或虚拟终端随机性：操作系统必须随时对以不可预测次序发生的事件进

4、行响应进程的运行速度不可预知：多个进程并发执行，“走走停停”，无法预知每个进程的运行推进快慢难以重现系统在某个时刻的状态（包括重现运行中的错误）不确定性：由共享和并发引起在操作系统中可运行多道用户程序，而每个用户程序的运行时间、要使用哪些系统资源、使用多长时间、使用的资源是共享还是独占的，操作系统在程序运行前是不知道的要求操作系统的设计要很好地解决并发和共享的问题，否则，将会产生不可重现的错误，这种不可重现的错误称为不确定性例子：两个用户共享一台打印机四、研究操作系统的几种观点作为软件来看的观点资源管理的观点进程的观点虚机器观点

5、服务提供者观点1.作为软件来看的观点软件的特性外在特性：软件是种语言，是界面界面：使用方式（命令、系统调用等)内在特性：软件的结构a.由几部分组成b.每个部分的功能c.部分之间的关系2.资源管理的观点操作系统---资源管理者（自底向上）操作系统管理一个复杂系统的各个部分硬件资源：CPU，内存，设备(I/O设备，外存，时钟，网络接口等)软件资源：硬盘上的文件，信息两种方式实现复用（共享）：时间及空间管理资源记录资源使用状况如哪些资源空闲，好坏与否，被谁使用，使用多长时间等合理的分配资源（资源分配策略）静态分配策略(

6、在程序运行前分配，但效率不高)动态分配策略(在程序运行过程中何时用资源，何时分配。其缺点是会出现死锁)具体完成分配回收资源资源管理的目的实现资源共享提高资源利用率操作系统功能进程和线程管理(CPU管理)存储管理文件管理设备管理用户接口与作业管理处理机管理目标：完成处理机资源的分配调度等功能（处理机调度的单位可为进程或线程）进程控制：创建、撤销、挂起、改变运行优先级等——主动改变进程的状态进程同步：协调并发进程之间的推进步骤，以协调资源共享；——交换信息能力（弱）进程通信：进程之间传送数据，以协调进程间的协作；——交换

7、信息能力（强），也可以用来协调进程之间的推进进程调度：作业和进程的运行切换，以充分利用处理机资源和提高系统性能；——未必是进程控制操作所引起（可能是时间片轮转、I/O操作）公平性、高效率（吞吐量大）、执行周转时间等存储管理目标：提高利用率，方便用户使用，提供足够的存储空间，方便进程并发运行存储分配与回收存储保护：保证进程间互不干扰、相互保密；如：访问合法性检查、甚至要防止从“垃圾”中窃取其他进程的信息设备管理目标：方便设备的使用，提高CPU与I/O设备利用率设备操作：设备驱动程序（通常在内核中）完成对设备的操作设备独立性：提供统

8、一的I/O设备接口，使应用程序独立于物理设备，提高可适应性；在同样的接口和操作下完成不同的内容设备分配与回收：在多用户间共享I/O设备资源虚拟设备：设备由多个进程共享，每个进程如同独