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1、第1章操作系统引论操作系统是随着计算机硬件技术、软件技术的发展而发展的。目标：充分地利用资源更好的提供服务1.2操作系统的发展控制台一个用户一次完成一个功能（计算，I/O，用户操作三者串行）程序通过穿孔机或卡片装入用户在控制台前调试程序硬件非常昂贵，没有操作系统一.人工操作一个用户独占计算机的全部资源,资源利用率低,工作效率非常低。每个用户都要自行编写涉及到硬件的源代码。工作量大,难度高,易出错,需要大量人力和物力。人机矛盾,人低速与机器利用率。CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾。为了解决这两个矛盾出现了脱机I/O方式,I/O设
2、备由外围机控制。1.单道批处理用户把程序(卡片)交给系统管理员,他把一批作业以脱机方式输入到磁带上,常驻监督程序(Moniter)对这批作业一个接一个连续处理。批处理过程：重复进行装入程序、运行、打印结果、撤出、二.批处理2.多道程序批处理系统在磁盘上多个作业等待运行排成“后备队列”。多道程序–内存中同时有多个作业。-选择(调度)若干作业装入内存(存储管理)。运行的作业遇到I/O请求时,切换(调度)至内存中的另一个作业并运行之。增加:存储管理重定位保护,并发程序设计技术。采用缓冲,DMA,中断处理优点:多道程序共享资源,资源利用
3、率高。系统吞吐量大,资源保持忙,系统开销小。缺点:作业平均周转时间长,无交互能力。单道：用户程序监督程序I/O操作I/O请求启动I/OI/O完成I/O请求多道：程序A程序B程序C调度程序A:I/O请求A:I/OB:I/O请求B:I/OC:I/OA:完成tt特征多道性:内存同时驻留多道程序允许并发执行。无序性:作业完成顺序与进入内存顺序五严格对应关系。调度性:作业从提交到完成经两次调度。作业调度、进程调度。硬件速度更快，人力较以前昂贵分时系统的产生—用户需要交互:所有用户看似独占全机,都能直接修改错误,立即人--机交互共享:多个用
4、户用便宜终端,共享一台计算机。方便:用户对自己的作业进行控制,调试方便。分时系统是一台主机带多个终端,同时允许多个用户用终端,共享一台主机,每个用户都可以通过终端方便地以交互方式使用主机。三.分时系统实现方法作业直接进入内存。不允许某作业长期占用处理机,将响应周期分为很短的时间片,在该周期内每个作业轮流执行一次(占一个时间片)。每个作业可以及时接收用户的命令和数据,并能及时得到处理。-易于使用,提高人的生产力-磁盘便宜,故可在线存放程序和数据-引入文件系统,使用户可存取数据具有“前台”和“后台”的多道分时系统内存中同时存放多道作
5、业,道数和位置都不固定,某些称为“前台区”存放按时间片调度的前台作业流,其余道为“后台区”存放批处理作业流。只有当前台调进调出或前台无可运行的作业时才运行后台作业。既有分时系统多台终端共享主机交互性好,又有多道批处理系统资源利用率高的优点。分时系统的特点多路性:一台主机同时联接多个终端,系统按分时的原则为每个用户服务,共享资源。独立性:用户各占一个终端,感觉像独占主机及时性:用户请求能在容许的响应周期内及时获得响应,响应周期通常在3秒以内。交互性:用户通过终端与系统进行广泛的人机对话,以请求系统提供多方面的服务。成功之例：AT&
6、T公司贝尔实验室的两个计算机迷DennisRitchie和KenThompson,首先在PDP-7上实现了UNIX系统。(这样他们可在一台无人使用的DECPDP-7小型计算机上玩星际探险游戏）KenThompson和DennisRitchie1983年图灵奖获得者1999年4月美国国家技术金奖需要实时处理实时控制：生产过程控制,武器控制,宇航自动控制。实时信息处理：飞机订票系统,情报检索系统,期货、股票交易系统。特征实时系统除了与分时系统相似的特征外对系统的及时性和可靠性要求更高。四.实时系统硬件非常便宜，人力昂贵目标： 充分利
7、用人和时间,个人计算雏形CPU便宜到可在每台终端上安装，功能强大有效,成为大众的计算机使OS回归简单使用户再次与系统交互,增强文件系统五.回归简单操作系统的历史:变化!意味着技术总在改变,要适应、折衷权衡随历史线索，介绍一些重要的操作系统真空管时代(1946年-1955年)晶体管时代(1955年-1965年)集成电路时代(1965年-1980年)大规模集成电路时代(1980年-至今)六.历史上的操作系统第一台数字计算机英国数学家CharlesBabbage(1792-1871)设计他投入了毕生精力但却没能让它成功地运行起来因为当
8、时的技术不可能达到需要的精度当然，这个分析机没有操作系统二战对武器设计的需要美国、英国和德国等国家开始了电子数字计算机的研究工作哈佛大学的HowardAiken普林斯顿高等研究院的JohnNeuman（冯·诺依曼）宾夕法尼亚大学的J.PresperEckert和
