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跳转到第一页本课的目的：了解操作系统的内部结构，掌握操作系统的设计方法，熟悉操作系统的操作和使用。OS(OperatingSystem)管理和控制资源，是用户与计算机之间的交互通道。用户只有理解了OS，才能方便地、灵活地使用计算机，掌握了OS提供给用户的各种功能强大的系统服务，才能更好地利用系统提供给用户的资源，运行自己的程序，也才能更好地在OS的基础上建立自己的应用系统，开发自己的应用软件。跳转到第一页第一章绪论本章首先介绍操作系统的发展过程，旨在使学生从操作系统的的演变过程中对操作系统的基本概念有一个初步的了解，并能从历史中看到操作系统的发展前景。接下来总结了操作系统的概念，概述了操作系统的基本功能和基本特征，最后介绍了几种常见的操作系统类型。跳转到第一页1.1操作系统的形成与发展1.2什么是操作系统1.3操作系统的功能和特性1.4操作系统的类型本章主要内容跳转到第一页你知道操作系统不能做什么?不做天气预报不做房屋设计不是编译程序总之，操作系统不直接解决最终具体应用问题，也不负责编译源程序，...。你用过的操作系统能做什么?跳转到第一页操作系统为你完成所有“硬件相关、应用无关”的工作，以给你方便、效率、安全。跳转到第一页1.1操作系统的形成与发展对一个事物，了解它的过去，才能懂得它的现在，也才能预见它的将来。是什么推动了操作系统的发展呢？操作系统在其发展过程中有什么变化呢？1.1.1操作系统发展的基础1.计算机体系结构的发展2.计算机软件资源的发展3.应用环境与需求的发展1.1.2操作系统的发展过程1.手工操作阶段2.单道批处理系统3.多道程序系统跳转到第一页多道程序设计：把一个以上的作程序同时存放在主存中，并且“同时”处于运行状态，这些作业共享处理机时间和外部设备等资源。对于单处理机系统，多道程序的特点：多道、宏观上并行、微观上串行。在批处理系统中采用多道程序技术，就形成了多道批处理系统。引入多道程序设计技术的根本目的是提高CPU的利用率，充分发挥并行性。包括程序之间、设备与CPU之间均并行工作。例1-1：设有A、B、C三道程序，其执行过程分别如下：A：C11=30msI12=40msC13=10msB：C21=60msI22=30msC23=10msC：C31=20msI32=40msC33=20ms其中，Cij表示内部计算过程，Iij表示I/O操作，三者的优先权顺序为ABC。结果跳转到第一页用户程序操作系统I/O操作t1t2t3t4t5t6t7t8结束中断I/O中断请求I/O中断请求启动I/OI/O完成启动I/OI/O完成(a)单道程序运行情况(b)两道程序运行情况程序A程序B操作系统启动I/OA启动I/OB结束中断结束中断I/O中断请求I/O中断请求t1t2t3t4t7t8t5t6t9t10I/OBI/OA启动I/OA跳转到第一页4.个人操作系统5.操作系统发展趋势ms程序A程序B程序C3007080100120140130160180（1）个人操作系统；（2）嵌入式操作系统；（3）网络操作系统；（4）分布式操作系统；（5）智能型操作系统。跳转到第一页1.2什么是操作系统硬件OS应用软件事物处理系统事物处理系统各种用户程序系统维护程序系统实用软件跳转到第一页OS的主要作用是：（介于用户和计算机之间）（1）管理系统资源：CPU、主存、I/O设备、文件。（2）使用户方便使用：为用户提供一个良好的接口。（3）应最大限度地发挥系统资源有使用效率。操作系统：是直接控制和管理计算机硬、软件资源的最基本的系统软件，它合理地组织计算机的工作流程，使用户能够灵活、方便和有效地使用计算机，使整个计算机系统能有效地运行。跳转到第一页1.3操作系统的功能和特性1.3.1操作系统的功能1．进程管理2．存储管理3．设备管理4．文件管理5．用户接口1.3.2操作系统的基本特征多道程序的OS具有：1.并发性，由于主存中存放多道程序，并同时处于运行状态，即并发运行。并行性：指两个或多个事件在同一时刻发生。并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。2.共享性，并发运行的程序可共享系统资源。（“一段时间内”的共享分为“互斥”和“同时”）。3.不确定性，OS面对的是各类随机事件。跳转到第一页1.4操作系统的类型不同的硬件结构，不同的应用环境，应具有不同类型的OS，以实现不同的追求目标，通常，将其分成七类：1.4.1批处理系统1．工作方式：将用户意图、数据、程序利用系统提供的作业控制命令提交给操作员，操作员将其输入外存，由OS控制、调度各作业的运行，最后输出结果。是一种非人工的干预方式。有单道和多道批量系统。2．目标：是提高作业的吞吐量，同时兼顾作业的周转时间。3．特征：“批量”，成批的完成。4．优点：作业吞吐量大，资源利用率高，OS开销较小。5．缺点：使用户使用起来不太方便。（1）交互能力较弱。（2）作业的平均周转时间长。跳转到第一页1.4.2分时系统分时：把CPU的运行时间划分成一个个微小的时间片，并把这些时间片依次轮流的分配给各终端用户程序。1．分时系统：多个用户同时使用同一台计算机，系统能分时轮流的为各终端用户服务并能及时地对用户的请求予以响应。2．设计目标：对用户的响应的及时性，及时地响应和服务于联机用户。3．特点：（1）同时性（多路性）（2）及时性（3）独立性（独占性（4）交互性跳转到第一页1.4.3实时系统（立即、即时，具有专用性）1．按场合作用，分两类（1）实时控制系统（2）实时信息处理系统2．目标：实时响应及处理的能力和高可靠性。3．特征：（1）及时性（2）交互性（3）安全可靠性（4）多路性跳转到第一页1.4.5网络操作系统互连的、自治的、独立的协议控制下的协同工作。网络操作系统与单处理机的操作系统区别：网络管理、通信、资源共享、系统很安全、多种网络应用。1.4.4个人计算机上的操作系统个人计算机上的操作系统是一种联机的交互式的单用户操作系统。由于是个人专用，因此在多用户和分时所要求的对处理机调度、存储保护方面将会简单的多。然而，由于个人计算机的普及，对于提供更为方便友好的用户接口的要求会愈来愈迫切。随着多媒体技术的引入，要求计算机有一个具有高速数据处理能力的实时多任务操作系统。1.4.6分布式操作系统高级的统一的操作系统、系统的透明性。1.4.7嵌入式操作系统固化的软件，面向特定应用的、支持实时的多任务。