第2章 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)概述

1、編輯編輯pptppt1.1 存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)1.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史1.3 操作系統(tǒng)的基本概念1.4 操作系統(tǒng)的邏輯模型1.5 微機(jī)操作系統(tǒng)編輯編輯pptppt操作系統(tǒng)的作用操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的特征與功能多道程序設(shè)計(jì)的概念操作系統(tǒng)的模型返回首頁(yè)返回首頁(yè)編輯編輯pptppt1.1.1 存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)1.1.2 作為擴(kuò)展計(jì)算機(jī)功能的操作系統(tǒng)1.1.3 作為資源管理的操作系統(tǒng) 返回首頁(yè)返回首頁(yè)編輯編輯pptppt存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)模型的基本方案是，如要使計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)地計(jì)算，必須有一個(gè)存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)；同時(shí)要有一個(gè)運(yùn)算器，用以執(zhí)行指定的操作；有一個(gè)控制器，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作；

2、另外，輔以輸入/輸出部件，以便輸入原始數(shù)據(jù)和輸出計(jì)算結(jié)果。于是形成了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本組成形式。如圖1.1所示。編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt存儲(chǔ)器運(yùn)算器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)指令控制器控制信號(hào)輸出器輸入器程序和數(shù)據(jù)圖1.1 存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)的組成返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt一臺(tái)完全無軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為裸機(jī)，即便其性能再?gòu)?qiáng)，相對(duì)于用戶來講，如果要面對(duì)計(jì)算機(jī)的指令集、存儲(chǔ)組織、I/O總線結(jié)構(gòu)的編程則是十分困難的。對(duì)于一般程序員也并不想涉足硬件編程的種種具體細(xì)節(jié)，而希望針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)抽象地使用硬件。如果我們?cè)诼銠C(jī)上覆蓋一層I/O設(shè)備管理軟件，用戶便可以利用這層I/O設(shè)備管理軟件

3、提供給用戶的接口來進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入和輸出，那么用戶此時(shí)看到的計(jì)算機(jī)是一臺(tái)功能強(qiáng)大、使用方便的計(jì)算機(jī)，但實(shí)際上，計(jì)算機(jī)的硬件絲毫沒有變化，這樣的計(jì)算機(jī)稱為軟件擴(kuò)充的機(jī)器，或稱軟件虛擬機(jī)。 編輯編輯pptpptOS作為硬件系統(tǒng)和應(yīng)用程序間的界面具有如下功能： 程序創(chuàng)建。 程序執(zhí)行。 I/O設(shè)備的訪問。 控制對(duì)文件的訪問。 系統(tǒng)訪問。 查錯(cuò)和糾錯(cuò)。 簿記。 10返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt從作為機(jī)器功能擴(kuò)充的觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)是為用戶提供基本的方便的接口，這是一種自頂向下的觀點(diǎn)或是自內(nèi)向外的觀點(diǎn)。但是從用戶向機(jī)器的觀點(diǎn)或自底向上的觀點(diǎn)來看，操作系統(tǒng)則用來管理一個(gè)復(fù)雜計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)部分。現(xiàn)代計(jì)算

4、機(jī)包含處理器、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘、磁盤、終端、網(wǎng)絡(luò)接口、打印機(jī)以及許多其他設(shè)備。從這個(gè)角度來看，操作系統(tǒng)的任務(wù)是在相互競(jìng)爭(zhēng)的程序之間有序地控制對(duì)處理器、存儲(chǔ)器以及其他I/O接口設(shè)備的分配。編輯編輯pptppt 作為資源管理器的操作系統(tǒng)： 12I/O 設(shè) 備內(nèi) 存處 理 器處 理 器I/O 控 制 器I/O 控 制 器I/O 控 制 器操 作 系 統(tǒng)軟 件程 序 和數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)程 序O S返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt1.2.1 無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)1.2.2 單道批處理系統(tǒng)與多道批處理系統(tǒng)及執(zhí)行系統(tǒng)1.2.3 分時(shí)系統(tǒng)1.2.4 實(shí)時(shí)系統(tǒng) 1.2.5 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng) 返回首頁(yè)返回首

5、頁(yè)編輯編輯pptppt 操作系統(tǒng)發(fā)展至今已有四十多年。設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)主要有兩個(gè)目的：第一，為程序的開發(fā)和執(zhí)行提供一個(gè)方便的環(huán)境；第二，為保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)順利執(zhí)行，操作系統(tǒng)對(duì)各個(gè)計(jì)算活動(dòng)進(jìn)行調(diào)度。 14編輯編輯pptppt人工操作方式有以下兩個(gè)缺點(diǎn)：（1）用戶獨(dú)占全部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源。（2）CPU等待人工操作。用戶進(jìn)行裝帶（卡）、卸帶（卡）等人工操作時(shí)，CPU這個(gè)系統(tǒng)最重要的資源空閑。 用戶 紙帶、卡片 計(jì)算機(jī) 圖圖1.2 手工操作計(jì)算機(jī)手工操作計(jì)算機(jī)編輯編輯pptppt16運(yùn)算速度：運(yùn)算速度：50005000次次/ /每秒每秒, 18000, 18000個(gè)真空管個(gè)真空管, , 占地占地182182平

6、方米，重量平方米，重量130130噸，功耗噸，功耗140kW140kW編輯編輯pptppt 最早的計(jì)算機(jī)，從20世紀(jì)40年代末到50年代中期，程序員直接與硬件接觸，根本沒有OS。計(jì)算機(jī)運(yùn)行在一個(gè)集成了指示器、各種開關(guān)、一些輸入設(shè)備以及一個(gè)打印機(jī)的控制臺(tái)之上。早期的這種系統(tǒng)存在兩個(gè)問題： (1)上機(jī)安排 (2)啟動(dòng)時(shí)間 返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt所謂批處理系統(tǒng)是指加載在計(jì)算機(jī)上的一個(gè)系統(tǒng)軟件，在它的控制下，計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)地成批地處理一個(gè)或多個(gè)用戶的作業(yè)。首先出現(xiàn)的是監(jiān)督程序控制的聯(lián)機(jī)批處理系統(tǒng)。如圖1.3所示。 脫機(jī)批處理系統(tǒng)控制作業(yè)的輸入/輸出過程是：利用一臺(tái)或多臺(tái)衛(wèi)星機(jī)或微機(jī)進(jìn)行輸

7、入輸出程序和數(shù)據(jù)，把用戶程序集中到一起，讓它們從輸入機(jī)上讀取用戶程序，并輸出到磁帶上；主機(jī)空閑時(shí)從輸入磁帶機(jī)上取作業(yè)運(yùn)行，并把結(jié)果輸出到高速輸出磁帶機(jī)上；當(dāng)微機(jī)或衛(wèi)星機(jī)空閑時(shí)，再控制向慢速外設(shè)上輸出。用戶用戶輸入機(jī)輸入機(jī)磁磁帶帶主主機(jī)機(jī)輸出設(shè)備輸出設(shè)備圖圖1.3 聯(lián)機(jī)處理系統(tǒng)聯(lián)機(jī)處理系統(tǒng)(監(jiān)督程序控制減少人工操作）監(jiān)督程序控制減少人工操作）編輯編輯pptppt20卡片卡片早期批處理系統(tǒng)早期批處理系統(tǒng)IBM1401IBM7094IBM1401輸入磁帶輸入磁帶磁帶機(jī)磁帶機(jī)卡片閱讀機(jī)卡片閱讀機(jī)輸出磁帶輸出磁帶打印機(jī)打印機(jī)Operating System高高速速磁磁帶帶高高速速磁磁帶帶輸入輸入機(jī)機(jī)輸出

8、設(shè)輸出設(shè)備備主主機(jī)機(jī)微機(jī)微機(jī)圖圖1.4 脫機(jī)批處理系統(tǒng)脫機(jī)批處理系統(tǒng)編輯編輯pptppt批處理系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了作業(yè)的自動(dòng)選擇、作業(yè)的緩輸入與緩輸出，但也有很多缺點(diǎn)。例如，為了實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)的并行操作，引入了衛(wèi)星機(jī)或微機(jī)專門負(fù)責(zé)I/O操作；當(dāng)主機(jī)與高速外存通訊時(shí)，其過程仍由主機(jī)控制。所謂中斷是指當(dāng)主機(jī)接到外界硬件發(fā)來的中斷信號(hào)時(shí)，停止原來的工作，轉(zhuǎn)去處理中斷的事件。在處理中斷完成以后，主機(jī)又回到原來的工作點(diǎn)繼續(xù)工作。這樣可以使用戶程序的I/O申請(qǐng)完成后，主機(jī)能自動(dòng)在原中斷點(diǎn)之后繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)為多道程序并發(fā)執(zhí)行打下了基礎(chǔ)。編輯編輯pptppt 用戶將作業(yè)交到機(jī)房，操作員將一批作業(yè)輸入到輔存（如磁盤）

9、上，形成一個(gè)作業(yè)隊(duì)列。當(dāng)需要調(diào)入作業(yè)時(shí)，管理程序從這一批中選幾道作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，讓它們進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行。當(dāng)一些作業(yè)完成時(shí)，管理程序調(diào)入另一些程序，直到這一批作業(yè)全部完成。批處理系統(tǒng)的工作流程批處理系統(tǒng)的工作流程編輯編輯pptppt在單道批處理系統(tǒng)中，內(nèi)存中僅有一道作業(yè)，中斷和通道技術(shù)出現(xiàn)以后，雖然可以實(shí)現(xiàn)輸入/輸出設(shè)備與中央處理機(jī)并行操作，但由于屬于同一道作業(yè)的可并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程不多，大多數(shù)進(jìn)程是有同步關(guān)系的，這使系統(tǒng)中仍有較多的空閑資源，致使系統(tǒng)的性能較差。為了進(jìn)一步提高資源的利用率和系統(tǒng)對(duì)作業(yè)的吞吐量，在20世紀(jì)60年代中期，引入了多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，由此而形成了多道批處理系統(tǒng)。單道程序與多道程序的

10、執(zhí)行過程如圖1.5和圖1.6所示。圖圖1.5 單道程序工作過程示意單道程序工作過程示意圖圖1.6 多道程序執(zhí)行過程示意多道程序執(zhí)行過程示意編輯編輯pptppt編輯編輯pptppt設(shè)在內(nèi)存中有三道程序A、B和C，并按A、B、C的優(yōu)先次序執(zhí)行。其內(nèi)部計(jì)算和I/O操作的時(shí)間如下表所示：操操 作作ABC計(jì)算計(jì)算306020I/O403040計(jì)算計(jì)算101020 程程 序序編輯編輯pptppt要求： (1)試畫出按多道程序運(yùn)行的時(shí)間關(guān)系圖(調(diào)度程序的執(zhí)行時(shí)間忽略不計(jì))。完成這三道程序共花多少時(shí)間？比單道程序運(yùn)行節(jié)省多少時(shí)間？ (2)若處理調(diào)度程序每次進(jìn)行程序狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間為1 ms，試畫出在處理機(jī)調(diào)度程

11、序管理下各程序狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間關(guān)系圖。編輯編輯pptppt304010603010204020t260 ms計(jì)算I/O3040t190 msAB40C通道10202030104020(a)(b)3040t180 msAB40C通道110202030104020(c)通道23040t186 msAB40C通道110202030104020(d)通道2111111編輯編輯pptppt 若采用多道方式運(yùn)行(多個(gè)通道)這三道程序，其程序運(yùn)行時(shí)間關(guān)系如圖1.3(c)所示，總運(yùn)行時(shí)間為:30+40+10+20+20+40+20=180 ms，比單道可節(jié)省260180=80 ms。編輯編輯pptppt(2)

12、若處理調(diào)度程序每次進(jìn)行程序狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間為1 ms，其程序運(yùn)行時(shí)間關(guān)系如圖1.3(d)所示，這三道程序的總運(yùn)行時(shí)間為： 30+1+40+1+10+1+20+1+20+1+40+1+20=186 ms。編輯編輯pptppt存儲(chǔ)保護(hù)與程序重定位處理機(jī)管理和調(diào)度系統(tǒng)資源的管理和調(diào)度編輯編輯pptppt多道。宏觀上并行。微觀上串行。編輯編輯pptppt在操作系統(tǒng)中引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)以后，會(huì)使系統(tǒng)具有以下特征。（1）多道性 （2）無序性 （3）宏觀上并行、微觀上串行 （4）調(diào)度性 返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt分時(shí)技術(shù)是把處理機(jī)的時(shí)間分成很短的時(shí)間片，這些時(shí)間片輪流地分配給各個(gè)聯(lián)機(jī)的各作業(yè)使用。

13、如果某作業(yè)在分配給它的時(shí)間片用完時(shí)仍未完成，則該作業(yè)就暫時(shí)中斷，等待下一輪運(yùn)行，并把處理機(jī)的控制權(quán)讓給另一個(gè)作業(yè)使用。這樣在一個(gè)相對(duì)較短的時(shí)間間隔內(nèi)，每個(gè)用戶作業(yè)都能得到快速響應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。分時(shí)系統(tǒng)圖示主機(jī)主機(jī)終終端端編輯編輯pptppt是指終端用戶發(fā)出一條命令到系統(tǒng)處理完這條命令并作出回答所需的時(shí)間.T=NQ編輯編輯pptppt分時(shí)系統(tǒng)與多道批處理系統(tǒng)相比，具有完全不同的特征，由上所述可以歸納成以下幾點(diǎn)：（1）多路性：允許在一臺(tái)主機(jī)上同時(shí)聯(lián)接多臺(tái)聯(lián)機(jī)終端，系統(tǒng)按分時(shí)原則為每個(gè)用戶服務(wù)。（2）獨(dú)立性：每個(gè)用戶各占一個(gè)終端，彼此獨(dú)立操作，互不干擾。（3）及時(shí)性：用戶的請(qǐng)求能在很短時(shí)間內(nèi)獲得

14、響應(yīng)。（4）交互性：用戶可通過終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對(duì)話。編輯編輯pptppt操作系統(tǒng)的形成標(biāo)志是多道程序和分時(shí)系統(tǒng)。多道程序設(shè)計(jì)：是指同時(shí)把若干個(gè)作業(yè)存放在內(nèi)存中，并且同時(shí)處于執(zhí)行過程中分時(shí)系統(tǒng)：在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，連接若干個(gè)終端，用戶通過這些聯(lián)機(jī)終端設(shè)備采用交互方式把他的程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，并控制程序的執(zhí)行操作系統(tǒng)的形成階段操作系統(tǒng)的形成階段返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt1實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的分類2實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)編輯編輯pptppt實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：與被控制過程的變化速度相比，其反應(yīng)速度要足夠快；工作安全可靠，即使系統(tǒng)硬件發(fā)生故障，系統(tǒng)也能安全運(yùn)行；操作人員使用

15、系統(tǒng)也簡(jiǎn)單、方便。實(shí)時(shí)信息處理典型的實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)有：飛機(jī)訂票系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)等。編輯編輯pptppt專用性實(shí)時(shí)性在線性高可靠性編輯編輯pptppt系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)不同交互性的強(qiáng)弱不同響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短不同編輯編輯pptppt（1）實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理。（2）連續(xù)人機(jī)對(duì)話。 （3）過載防護(hù)。 （4）高可靠性。 返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt到20世紀(jì)80年代，隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展產(chǎn)生了微型計(jì)算機(jī)，配置在微機(jī)上的操作系統(tǒng)稱為微機(jī)操作系統(tǒng)。最早出現(xiàn)的微機(jī)操作系統(tǒng)是8位微機(jī)上的CP/M，它是一個(gè)單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)，即只允許一個(gè)用戶上機(jī)，且只允許用戶程序作為一個(gè)任務(wù)運(yùn)行。 1981年IBM公司推出1

16、6位的IBM-PC個(gè)人計(jì)算機(jī)，并在其上采用了微軟公司開發(fā)的MS-DOS操作系統(tǒng)。 編輯編輯pptppt1987年4月，IBM公司推出了OS/2，其最初的版本OS/2 1.X是針對(duì)80286開發(fā)的，仍屬16位操作系統(tǒng)，但已能實(shí)現(xiàn)真正的多任務(wù)處理。 1990年微軟公司推出Windows 3.0，其友好的圖形用戶界面及易學(xué)易用的特點(diǎn)使其很快占領(lǐng)了個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的市場(chǎng)。 1995年推出的Windows 95及1998年推出的Windows 98成為32位多任務(wù)操作系統(tǒng)的主流。 WindowsXPVista Windows7編輯編輯pptppt計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的模式：客戶/服務(wù)器模式（Client

17、/Server）網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)站點(diǎn)可以分為兩大類：服務(wù)器：為客戶提供服務(wù)如文件服務(wù)、打印服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)等客戶機(jī)：用戶通過客戶機(jī)訪問服務(wù)器對(duì)等模式（Peer-to-Peer）各個(gè)站點(diǎn)是對(duì)等的，它既可作為客戶也可作為服務(wù)編輯編輯pptppt 在以往的系統(tǒng)中，其處理和控制功能都高度集中在一臺(tái)主機(jī)上，所有的任務(wù)都由主機(jī)處理，這樣的系統(tǒng)稱為集中式處理系統(tǒng)。 所謂分布式系統(tǒng)，是指由多個(gè)分散的處理單元經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接而形成的系統(tǒng)。在分布式處理系統(tǒng)中，系統(tǒng)的處理和控制功能都分散在系統(tǒng)的各個(gè)處理單元上。系統(tǒng)中的所有任務(wù)可以動(dòng)態(tài)地分配到各個(gè)處理單元中去。編輯編輯pptppt 如果允許多個(gè)用戶通過各自的終端，使用同一臺(tái)

18、主機(jī)共享主機(jī)系統(tǒng)中的各類資源，而每個(gè)用戶程序又可進(jìn)一步分為幾個(gè)任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行，從而進(jìn)一步提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，則這種操作系統(tǒng)稱多為用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)。在大、中、小型計(jì)算機(jī)上都可以配置多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，在32位微機(jī)上也有很多配置多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，最有代表性的是UNIX操作系統(tǒng)。 編輯編輯pptppt計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的結(jié)合使得微機(jī)用戶資源共享及相互通信的愿望成為可能，即在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上可以使用其他機(jī)器上的資源或進(jìn)行通信。這樣計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念得以產(chǎn)生。一些獨(dú)立自治的計(jì)算機(jī)利用通信線路相互連接形成的計(jì)算機(jī)的集合，稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。編輯編輯pptppt大量的實(shí)際應(yīng)用要求一個(gè)一體化的系

19、統(tǒng)，用戶希望以統(tǒng)一的界面，標(biāo)準(zhǔn)的接口去使用系統(tǒng)的各種資源，實(shí)現(xiàn)所需的各種操作。這就導(dǎo)致了分布式系統(tǒng)的出現(xiàn)。一個(gè)分布式系統(tǒng)是若干計(jì)算機(jī)的集合，它們都有自己的局部存儲(chǔ)器和外部設(shè)備，但分布式系統(tǒng)是一個(gè)一體化的系統(tǒng)，在系統(tǒng)中有一個(gè)全局操作系統(tǒng)，即分布式操作系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的資源分配和調(diào)度、任務(wù)劃分、信息傳輸、控制協(xié)調(diào)等工作，為用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的界面，標(biāo)準(zhǔn)的接口，用戶通過這一界面實(shí)現(xiàn)所需的操作和使用系統(tǒng)的資源，但操作和計(jì)算是在哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行或使用哪個(gè)計(jì)算機(jī)的資源則由操作系統(tǒng)自動(dòng)完成，用戶不用知道，即分布式操作系統(tǒng)是透明的。返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt1.3.1 操作系統(tǒng)的定義1.3.2

20、操作系統(tǒng)的基本功能 1.3.3 操作系統(tǒng)的特征 返回首頁(yè)返回首頁(yè)編輯編輯pptppt用戶程序系統(tǒng)實(shí)用程序操作系統(tǒng)硬件編輯編輯pptppt方便用戶提高資源利用率編輯編輯pptppt操作系統(tǒng)是一個(gè)大型的程序系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度工作，控制協(xié)調(diào)多個(gè)任務(wù)的活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息的存取保護(hù)，并提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境。操作系統(tǒng)使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效率和高度自動(dòng)化。編輯編輯pptppt計(jì)算機(jī)系統(tǒng)擁有豐富的硬件、軟件資源，操作系統(tǒng)要對(duì)這些資源進(jìn)行管理。在一般微機(jī)上配置單用戶操作系統(tǒng)，管理CPU、內(nèi)存、打印機(jī)、鍵盤、顯示器、軟盤及硬盤驅(qū)動(dòng)器、程序和數(shù)據(jù)，其目的是讓用戶方便地

21、使用系統(tǒng)資源解決計(jì)算任務(wù)，如讓打印機(jī)打印計(jì)算結(jié)果，從鍵盤輸入數(shù)據(jù)、在軟盤上建立文件等。而在較大型機(jī)器上配置多用戶操作系統(tǒng)其資源管理的功能就要復(fù)雜得多，因?yàn)槎鄠€(gè)用戶共用一個(gè)系統(tǒng)，會(huì)產(chǎn)生資源共享的問題，即資源的競(jìng)爭(zhēng)使用。 返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt1存儲(chǔ)器管理的功能2處理機(jī)管理的功能3設(shè)備管理的功能4文件管理的功能編輯編輯pptppt內(nèi)存分配內(nèi)存分配的主要任務(wù)是為每道程序分配內(nèi)存空間，但要以存儲(chǔ)器利用率最高、減少不可用的內(nèi)存空間為準(zhǔn)則，同時(shí)允許正在運(yùn)行的程序申請(qǐng)附加的內(nèi)存空間，以適應(yīng)程序和數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的需要。內(nèi)存保護(hù)內(nèi)存保護(hù)的主要任務(wù)是確保每道用戶程序在自己的內(nèi)存空間中運(yùn)行，互不干擾，也

22、就是說絕不允許用戶程序訪問操作系統(tǒng)和其他用戶的程序和數(shù)據(jù)。編輯編輯pptppt地址映射一個(gè)應(yīng)用程序經(jīng)編譯后，通常會(huì)形成若干個(gè)目標(biāo)程序，這些目標(biāo)程序再經(jīng)過鏈接而形成可執(zhí)行程序。 內(nèi)存擴(kuò)充由于物理內(nèi)存的容量有限，難以滿足用戶的需要，存儲(chǔ)器管理的任務(wù)就是在不增加物理內(nèi)存的條件下，借助于虛擬內(nèi)存技術(shù)從邏輯上去擴(kuò)充內(nèi)存容量，使用戶所感覺到的內(nèi)存容量比實(shí)際內(nèi)存容量大得多。 編輯編輯pptppt處理機(jī)管理的主要任務(wù)是對(duì)處理機(jī)進(jìn)行分配，并對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行有效的控制和管理。在多道程序環(huán)境下，處理機(jī)的分配和運(yùn)行都是以進(jìn)程為單位，所以對(duì)處理機(jī)的管理可理解為對(duì)進(jìn)程的管理。 進(jìn)程控制 進(jìn)程同步 進(jìn)程通信調(diào)度編輯編輯pptp

23、pt緩沖管理為達(dá)到緩解CPU和I/O設(shè)備速度不匹配的矛盾，達(dá)到提高CPU和I/O設(shè)備利用率，提高系統(tǒng)吞吐量的目的，許多操作系統(tǒng)通過設(shè)置緩沖區(qū)的辦法來實(shí)現(xiàn)。 設(shè)備分配設(shè)備分配的基本任務(wù)是根據(jù)用戶的I/O請(qǐng)求，為他們分配所需的設(shè)備。如果在I/O設(shè)備和CPU之間還存在設(shè)備控制器和通道，則還需為分配出去的設(shè)備分配相應(yīng)的控制器和通道。編輯編輯pptppt設(shè)備處理設(shè)備處理程序又稱設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。其基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通信。 設(shè)備獨(dú)立性和虛擬設(shè)備用戶向系統(tǒng)申請(qǐng)和使用的設(shè)備與實(shí)際操作的設(shè)備無關(guān) 編輯編輯pptppt文件存儲(chǔ)空間的管理目錄管理文件的操作返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt1并發(fā)特

24、征（Concurrence）2共享特征（Sharing）3虛擬特征（Virtual）4不確定性編輯編輯pptppt1并發(fā)特征（Concurrence） 并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。 2共享特征（Sharing） 共享是指系統(tǒng)中資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。 3虛擬特征（Virtual） 虛擬是指將一個(gè)物理的實(shí)體映射為若干個(gè)邏輯實(shí)體。 編輯編輯pptppt4不確定性第一，程序執(zhí)行結(jié)果的不確定，程序執(zhí)行結(jié)果的不可再現(xiàn)。 第二，多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境下，每道程序在何時(shí)執(zhí)行，各自執(zhí)行的程序以及每道程序所需的時(shí)間是不確定的，也是不可預(yù)知。 返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt1操

25、作系統(tǒng)的對(duì)象2操作系統(tǒng)對(duì)象操縱和管理的軟件集合3用戶接口返回首頁(yè)返回首頁(yè)用戶接口用戶接口（命令接口、程序接口、圖形用戶接口）（命令接口、程序接口、圖形用戶接口）對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合（處理機(jī)管理軟件、存儲(chǔ)器管理軟件、設(shè)備管理軟件、（處理機(jī)管理軟件、存儲(chǔ)器管理軟件、設(shè)備管理軟件、文件管理軟件）文件管理軟件）操作系統(tǒng)對(duì)象操作系統(tǒng)對(duì)象（處理機(jī)、存儲(chǔ)器、設(shè)備、文件）（處理機(jī)、存儲(chǔ)器、設(shè)備、文件）圖圖1.7 操作系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)編輯編輯pptppt（1）命令接口：這是用戶與操作系統(tǒng)直接的接口。用戶可以直接從鍵盤等終端設(shè)備輸入命令來取得操作系統(tǒng)的服務(wù)。（2）程

26、序接口：這是應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)的接口。用戶通過在程序中安排系統(tǒng)調(diào)用，讓程序取得操作系統(tǒng)的服務(wù)。（3）圖形用戶接口：目前流行的操作系統(tǒng)普遍配置了更為直觀的圖形用戶接口，將操作系統(tǒng)的各項(xiàng)功能及各種應(yīng)用程序以圖標(biāo)的形式表示出來，利用鼠標(biāo)進(jìn)行操作，這樣使用戶對(duì)計(jì)算機(jī)的操作更為直觀、簡(jiǎn)單方便。返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt1.5.1 DOS操作系統(tǒng)1.5.2 MS-Windows操作系統(tǒng)1.5.3 UNIX操作系統(tǒng) 返回首頁(yè)返回首頁(yè)編輯編輯pptppt 1981年IBM公司首次推出IBM-PC個(gè)人計(jì)算機(jī)，在微機(jī)中采用了微軟公司開發(fā)的MS-DOS操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)在8位計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)CP/M的基礎(chǔ)

27、上進(jìn)行了較大的擴(kuò)充，增加了許多內(nèi)部和外部命令，使該操作系統(tǒng)具有較強(qiáng)的功能及性能優(yōu)良的文件系統(tǒng)。隨著IBM-PC及其兼容機(jī)的普及和暢銷，MS-DOS操作系統(tǒng)也就成了事實(shí)上的16位微機(jī)單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt1990年微軟公司推出的Windows 3.0以其易學(xué)易用、友好的圖形用戶界面、支持多任務(wù)的優(yōu)點(diǎn)，很快占領(lǐng)了市場(chǎng)。1992年推出的Windows 3.1版，提供386增強(qiáng)模式，提高了運(yùn)行速度，功能也更強(qiáng)大。1993年推出Windows NT是一個(gè)全新的32位多任務(wù)操作系統(tǒng)，成為Windows家族中功能最強(qiáng)并支持網(wǎng)絡(luò)功能的操作系統(tǒng)。 之后在Windows

28、95的基礎(chǔ)上又推出Windows 97、98，提供了Internet瀏纜器和網(wǎng)絡(luò)功能，使它們成了當(dāng)今個(gè)人計(jì)算機(jī)上最廣泛使用的操作系統(tǒng)。 商用NT系列、嵌入式OS、家用+商用返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptpptUNIX操作系統(tǒng)是美國(guó)電報(bào)電話公司的Bell實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的，至今已有20多年的歷史，它最初是配置在DEC公司的PDP小型機(jī)上，后來在微機(jī)亦可使用。UNIX操作系統(tǒng)是唯一能在微機(jī)工作站、小型機(jī)到大型機(jī)上都能運(yùn)行的操作系統(tǒng)，也是當(dāng)今世界最流行的多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)。返回本節(jié)返回本節(jié)編輯編輯pptppt本章描述了操作系統(tǒng)的基本概貌。重點(diǎn)介紹操作系統(tǒng)的定義及操作系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)資源的管理功能和操作系統(tǒng)的

29、特征；闡述了多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和分時(shí)技術(shù)，并說明了批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)及使用場(chǎng)合。 返回首頁(yè)返回首頁(yè)編輯編輯pptppt 1計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)是一種（b）。A.應(yīng)用軟件B.系統(tǒng)軟件 C.工具軟件D.字表處理軟件 2UNIX屬于一種（a ）操作系統(tǒng)。A.分時(shí)系統(tǒng)B.批處理系統(tǒng)C.實(shí)時(shí)系統(tǒng)D.分布式系統(tǒng) 3.操作系統(tǒng)是一組（c）程序。A.文件管理B.中斷處理C.資源管理D.設(shè)備管理編輯編輯pptppt4.下里四個(gè)操作系統(tǒng)中，是分時(shí)系統(tǒng)的為（下里四個(gè)操作系統(tǒng)中，是分時(shí)系統(tǒng)的為（c）。）。A.CP/MB.MS-DOSC.UNIXD.WINDOWS

30、NT5.批處理系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是（批處理系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是（ b）。）。A.CPU的利用率不高的利用率不高B.失去了交互性失去了交互性C.不具備并行性不具備并行性D.以上都不是以上都不是6.DOS操作系統(tǒng)主要功能是（操作系統(tǒng)主要功能是（a ）。）。A.文件管理程序文件管理程序B.中斷處理程序中斷處理程序C.作業(yè)管理程序作業(yè)管理程序D.打印管理程序打印管理程序7.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的功能是（計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的功能是（ d ）。）。A.把源程序代碼轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)代碼把源程序代碼轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)代碼B.實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)用戶之間的相互交流實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)用戶之間的相互交流C.完成計(jì)算機(jī)硬件與軟件之間的轉(zhuǎn)換完成計(jì)算機(jī)硬件與軟件之間的轉(zhuǎn)

31、換D.控制、管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源和程序的執(zhí)行控制、管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源和程序的執(zhí)行編輯編輯pptppt8. 在分時(shí)系統(tǒng)中。時(shí)間片一定時(shí)，（在分時(shí)系統(tǒng)中。時(shí)間片一定時(shí)，（b），響應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)。），響應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)。A.內(nèi)存越多內(nèi)存越多B.用戶數(shù)越多用戶數(shù)越多C.內(nèi)存越少內(nèi)存越少D.用戶數(shù)越少用戶數(shù)越少9操作系統(tǒng)的（操作系統(tǒng)的（d）管理部分負(fù)責(zé)對(duì)進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度。）管理部分負(fù)責(zé)對(duì)進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度。A.主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器B.控制器控制器 C.運(yùn)算器運(yùn)算器D.處理機(jī)處理機(jī)10操作系統(tǒng)是對(duì)（操作系統(tǒng)是對(duì)（c）進(jìn)行管理的軟件。）進(jìn)行管理的軟件。A.軟件軟件B.硬件硬件C.計(jì)算機(jī)資源計(jì)算機(jī)資源D.應(yīng)用程序應(yīng)用程序11.從用戶的觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)是（從用戶的觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)是（a）。）。A.用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口B.控制和管理計(jì)算機(jī)資源的軟件控制和管理計(jì)算機(jī)資源的軟件C.合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程的軟件合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程的軟件D.由若干層次的程序按一定的結(jié)構(gòu)組成的有機(jī)體由若干層次的程序按一定的結(jié)構(gòu)組成的有機(jī)體編輯編輯pptppt12.操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)提高操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)提高CPU和外部設(shè)備的（和外部設(shè)備的（ ab ）。）。A.利用率利用率B.利用率利用率C.穩(wěn)定性穩(wěn)定性D.兼容性兼容性13.操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可缺少