操作系統(tǒng)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

第二講操作系統(tǒng)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀目的與要求:了解操作系統(tǒng)基本技術(shù)及出臺(tái)的背景。重點(diǎn)與難點(diǎn)：各發(fā)展階段的主要技術(shù)。作業(yè)安排：1，4，5，7，8，101.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史:單道批處理時(shí)代(50年代)多道批處理,分時(shí),實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)代(60年代初)多方式系統(tǒng)時(shí)代(60-70年代)分布式系統(tǒng),多機(jī)系統(tǒng)時(shí)代(70年代中期后)*史前年代特點(diǎn):計(jì)算機(jī)剛問世,除硬件和應(yīng)用軟件外,幾乎沒有中間層軟件，沒有操作系統(tǒng)用戶獨(dú)占機(jī)器或由系統(tǒng)操作員控制機(jī)器*監(jiān)督程序（50年代單道批處理時(shí)代）基本思想:系統(tǒng)有一常駐內(nèi)存的監(jiān)督程序(第一代操作系統(tǒng)).操作員有選擇的把若干作業(yè)合成一批,安裝在輸入設(shè)備上,并啟動(dòng)監(jiān)督程序,然后由監(jiān)督程序依次順序啟動(dòng)這批作業(yè),以單道方式運(yùn)行。作業(yè)：用戶的一次上機(jī)行為。作業(yè)步：作業(yè)的執(zhí)行步驟。作業(yè)控制語言:用于說明作業(yè)如何執(zhí)行的語言。作業(yè)控制說明書:用作業(yè)控制語言編寫的作業(yè)執(zhí)行程序。*$END$RUN$LOAD$FORTRAN$JOB,JOBNAME=…程序處理數(shù)據(jù)FORTRAN程序語句典型的卡片作業(yè)舉例

普通指令:用戶程序監(jiān)督程序都可包含的指令。特權(quán)指令:只有監(jiān)督程序才可包含的指令。系統(tǒng)空間:監(jiān)督程序所占內(nèi)存(0-K)。用戶空間:供用戶程序使用的內(nèi)存(K+1-N)方式/態(tài):指處理機(jī)能執(zhí)行什么類型指令、訪問多大內(nèi)存的狀態(tài)。在特權(quán)方式下,除能執(zhí)行普通指另外還能執(zhí)行特權(quán)指令并訪問更大的空間.在普通方式下只能執(zhí)行普通指令。系統(tǒng)調(diào)用（廣義指令）:由監(jiān)督程序提供給用戶調(diào)用的系統(tǒng)功能。TRAP機(jī)制:硬件支持在特定狀態(tài)下(如執(zhí)行trap指令,定時(shí)器中斷)進(jìn)入監(jiān)督程序的機(jī)制。用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用或由監(jiān)督程序處理作業(yè)死循環(huán)*存儲(chǔ)保護(hù):硬件提供一個(gè)界地址寄存器,每次訪問內(nèi)存時(shí),處理機(jī)依照目前處理機(jī)的態(tài)判斷訪問是否越界。定時(shí)器中斷:在規(guī)定時(shí)間間隔到時(shí),系統(tǒng)暫停當(dāng)前程序之運(yùn)行,去進(jìn)行時(shí)間相關(guān)的處理.如看作業(yè)是否已超過其運(yùn)行期限。*早期批處理系統(tǒng)中的監(jiān)督程序工作流程:1.判輸入設(shè)備上是否有待輸入作業(yè),沒有則停止2.從設(shè)備上輸入一道作業(yè)3.控制作業(yè)運(yùn)行a.取作業(yè)說明書中一條語句,解析執(zhí)行,如果是“作業(yè)終止”語句,這刪除該作業(yè),轉(zhuǎn)1b.如果是一條執(zhí)行性語句,則在主存中建立相應(yīng)程序運(yùn)行環(huán)境,傳遞好參數(shù),轉(zhuǎn)去執(zhí)行該程序(變到用戶態(tài)運(yùn)行)c.在用戶態(tài)程序運(yùn)行過程中,如發(fā)生中斷事件(如系統(tǒng)調(diào)用/定時(shí)器中斷),立即轉(zhuǎn)監(jiān)督程序,待中斷事件處理結(jié)束后,用戶態(tài)程序繼續(xù)執(zhí)行.d.用戶態(tài)程序結(jié)束后,轉(zhuǎn)a取下一作業(yè)控制語句監(jiān)督程序功能:輸入用戶作業(yè),解釋執(zhí)行作業(yè)控制說明書,提供系統(tǒng)調(diào)用。監(jiān)督程序與操作系統(tǒng)的區(qū)別:監(jiān)督程序不具并發(fā)機(jī)制。監(jiān)督程序只是省缺了作業(yè)步和作業(yè)原來由人工轉(zhuǎn)接的開銷*專用蟻操作咽系統(tǒng)吉（60午年代盒初多道給批處綢理,抬分時(shí)處,實(shí)奧時(shí)系遞統(tǒng)時(shí)棚代)多道撕批處若理分時(shí)實(shí)時(shí)消系統(tǒng)一、沿多道做/高墊級(jí)批站處理冷系統(tǒng)蹦(源譜于中緣瑞斷,住通道宗,磁蠶盤的抽引入前)特點(diǎn)晶:在單移道批演處理失系統(tǒng)相的基驢礎(chǔ)上略引入扁雙緩壺存機(jī)莊制,義脫機(jī)補(bǔ)輸入及輸出無,S巾PO樸OL趨in棉g技繪術(shù),兔多道宣程序然設(shè)計(jì)響技術(shù)田。*1.貌脫機(jī)學(xué)輸入葛輸出隔：利用便衛(wèi)星排機(jī)將彼慢速跪介質(zhì)績轉(zhuǎn)到鹽快速們介質(zhì)核,加戚速作歪業(yè)在根輸入掀輸出瘡時(shí)的羊速度汪.2.較輸入課輸出充緩沖杜：利用密雙緩清沖技饒術(shù),灑使針步對(duì)一累個(gè)緩老沖區(qū)石的數(shù)業(yè)據(jù)處削理和抗針對(duì)漂另一鄰個(gè)緩?fù)逈_區(qū)陜的I鋒/O刷并行李運(yùn)行妄.磁盤緩沖趨區(qū)CP嬸U3.俘SP挺OO黑Li憤ng技術(shù)基礎(chǔ)呀：I/店O中斷:由I/扎O部件望操作敢完成礎(chǔ)后通帥知處老理機(jī)務(wù)去運(yùn)止行相阻應(yīng)的熱處理送程序.通道:能夠果自主賢控制貢外設(shè)據(jù)可與雷處理挪機(jī)并巾行工旬作的濫、交泡換數(shù)酷據(jù)的I/虎O裝置(控制斑器).磁盤:隨機(jī)株存取我的存維儲(chǔ)設(shè)錯(cuò)備*SP咐OO傍Li超ng的基潤本思傍想:用磁炭盤設(shè)烏備作花為主烈機(jī)的粉直接意輸入件輸出歇設(shè)備,即主紙機(jī)從透磁盤鍵選取負(fù)作業(yè)哭運(yùn)行,結(jié)果立也存雅在磁訪盤中.相應(yīng)鞭的通解道則蟻負(fù)責(zé)欠磁盤緒與慢阿速外沉設(shè)的玻傳輸.利用腰通道握和中芹斷機(jī)越制,作業(yè)廈的輸注入輸蔑出與羽作業(yè)澆在處傅理機(jī)喚上的黑運(yùn)行娛可很功好并執(zhí)行起度來.*磁盤通道主機(jī)通道通道卡片川機(jī)打印忠機(jī)SP諸OO售Li漁ng系統(tǒng)津圖示作業(yè)箏1作業(yè)餐n預(yù)輸纏入程媽序作業(yè)阿調(diào)度致程序緩輸篇出程痛序井管下理讀程揮序井管譽(yù)理寫程攀序作業(yè)的執(zhí)行作業(yè)終1結(jié)華果作業(yè)身n結(jié)凳果打印破機(jī)輸入為機(jī)作業(yè)窩1信遷息作業(yè)趣n信災(zāi)息:作業(yè)瞇1結(jié)罪果作業(yè)悔n結(jié)炊果:輸入搏井輸出喪井磁盤:SP鐵OO盒Li緞ng趕系統(tǒng)捆結(jié)構(gòu)虛擬赤設(shè)備4.飯多道鴨程序辟設(shè)計(jì)基本紛思想:內(nèi)存易同時(shí)迅保持?jǐn)n多道框程序醉(作英業(yè))旋,處桑理機(jī)憂(單錄處理澇機(jī))梁以交哨替的臉方式薦同時(shí)爹處理羊多道銷程序慨.宏毫觀上甲看,林已有扒多道撫程序臘開始客運(yùn)行梳且尚呢未結(jié)韻束,墳微觀映上看騎,某促一時(shí)植刻處閑理機(jī)朽只運(yùn)鑼行某體道作柄業(yè)。作業(yè)計(jì)C己I/伸O蠢C揉PU俘I/今O景C框PU喪I/蛙O作業(yè)丹B主CP霉U孫I賭/O興C抱PU懂I降/O作業(yè)氏A咬C趨PU演I/河O傻CP雪U惕I/窗O孩C腎PU現(xiàn)場鋼保護(hù)漲/恢知復(fù):指處虛理機(jī)辟從一馬個(gè)作蛛業(yè)向苗另一修個(gè)作亮業(yè)切偏換時(shí)郵進(jìn)行前的有媽關(guān)寄挪存器責(zé)值的遼保護(hù)突/恢也復(fù)。茅*操作斯系統(tǒng)偶的基耐本特帥征:并發(fā)貓與共驚享。并發(fā):在單閥處理聽機(jī)情株況下指多旨道程蠻序分睡時(shí)占滴用處假理機(jī)婆運(yùn)行碌。共享:指并脫行運(yùn)背行程氧序?qū)υ到y(tǒng)雹的硬憤軟資附源的白訪問尋。*二、醬分時(shí)森系統(tǒng)終端肯設(shè)備鞋:鍵盤址與顯較示器交互雞式系艷統(tǒng):操作逝系統(tǒng)聚提供唯終端桶命令精語言飄及解哨析器氏.用昏戶通瞧過終扇端命餓令指起導(dǎo)作岡業(yè)運(yùn)迅行分時(shí)捐系統(tǒng):交互堵式系情統(tǒng)與住多道城程序禮設(shè)計(jì)盜結(jié)合詠的產(chǎn)屠物分時(shí)襪系統(tǒng)思特點(diǎn):并行度性;衛(wèi)共享愧性;態(tài)交互妨性;膏獨(dú)占銹性*三、顧實(shí)時(shí)肥系統(tǒng)實(shí)時(shí)尚系統(tǒng)諒:能滿許足要效求快膚速響鋸應(yīng)作障業(yè)運(yùn)亮行的院多道茫程序踢設(shè)計(jì)顯系統(tǒng)實(shí)時(shí)通系統(tǒng)凱主要昂性能士指標(biāo)悠和功階能:時(shí)鐘講分辨貧度:有更頸高的偶時(shí)鐘樂中斷脫頻度,可更甩精確象計(jì)時(shí),更快梁進(jìn)行晉調(diào)度槽。多級(jí)束中斷各機(jī)制茫。保體證要?jiǎng)η罂戾佀夙懺鐟?yīng)中嚼斷的撐及時(shí)盼處理真。支持驅(qū)實(shí)時(shí)井作業(yè)秋調(diào)度,保證盜實(shí)時(shí)處作業(yè)咐無條斬件剝危奪非威實(shí)時(shí)絞作業(yè)燭運(yùn)行濫。*多方量式系憐統(tǒng)時(shí)苦代(李60仗-7裳0年筑代)多種事方式甩操作圾系統(tǒng)枯:同時(shí)埋具有槽批處跟理,更分時(shí)腰,實(shí)茫時(shí)功微能的特系統(tǒng)并行網(wǎng)與分攻布式轉(zhuǎn)操作調(diào)系統(tǒng)典及發(fā)偷展分布羊式操志作系免統(tǒng):支持慢網(wǎng)絡(luò)使和分陳布處深理的哲系統(tǒng)多機(jī)翻操作業(yè)系統(tǒng):支持瞇共享嫌內(nèi)存堅(jiān)多處越理機(jī)播的系透統(tǒng)Wi皆nd承ow田s操勇作系槳統(tǒng):支持某友好稍用戶老界面患的系遲統(tǒng)*操作艦系統(tǒng)緒的發(fā)峽展趨閘勢(shì)：嵌入育式操澇作系臨統(tǒng)：主勺要伴仁隨著煤個(gè)人僵數(shù)字怖助理PA掌D,掌上帝電腦羅，電焰視機(jī)膀頂盒坡，智催能家浩電等吼設(shè)備差的發(fā)希展，另對(duì)操果作系紛統(tǒng)在棉功能走和所曾占空里間大緩小權(quán)及衡上姻提出被了新戒的要桿求。強(qiáng)實(shí)責(zé)時(shí)操百作系類統(tǒng)：特?fù)寗e是舅針對(duì)鄰?fù)ㄓ蒙２僮鬏v系統(tǒng)緒的實(shí)斜時(shí)性恰研究須，還攤在不溫?cái)喟l(fā)坡展當(dāng)倉中。并行碗操作遙系統(tǒng)灘的研組究：如剃建立義在基瘦于共糾享主乎存的洗多處映理機(jī)雖系統(tǒng)(M酒P)及用上載千個(gè)誤微處丘理器敵實(shí)現(xiàn)占基于剖分布座式存廉儲(chǔ)的溜大規(guī)炭模并猴行處膠理機(jī)茅系統(tǒng)(M刺PP娛)的操疤作系椅統(tǒng)，系統(tǒng)突出招特征鉛是提調(diào)供各突類并賣行機(jī)比制。度例如救并行鴨文件希系統(tǒng)覺，并鈔行I／O控制翁，多傳處理旦機(jī)分質(zhì)配和披調(diào)度聯(lián)，處算理機(jī)拔間的步通訊屈和同集步，駁用戶間任務(wù)蝴的并脊行控禮制等斜。網(wǎng)絡(luò)捐操作嫌系統(tǒng)槍和分豆布式星操作朵系統(tǒng)煌的研溫究：就趙目前獨(dú)情形貴而言攔，網(wǎng)跳絡(luò)系鼠統(tǒng)的增研究晴也還繩方興感未艾營，基地于Cl翁ie沖nt／Se絕rv鏈er模型鵝的分兇布式荷系統(tǒng)蠟也已膠不斷吐走向防應(yīng)用棒，完帽全分唐布式類的系夸統(tǒng)還蘿未成穗型，挺仍將環(huán)是研棍究的蠟熱點(diǎn)姿問題。1.績3主戴要操倉作系俯統(tǒng)介駁紹Wi壺nd休ow賭s系列:D耗OS脖,W飲in披do置ws市3南.x務(wù),W饅in執(zhí)do夕w帶95鏡,W糕in霉do悉ws咸N(yùn)臨T,朋Wi揮nd踢ow暈s勉XPUN箭IX大家講庭：SV淹R4崗,B剛SD瓜,遠(yuǎn)So塞la點(diǎn)ri礎(chǔ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