操作系统原理与实例分析第一章操作系统概述

(1) 跟踪资源状态
(2) 分配资源
(3) 回收资源 (4) 保护资源。
*作业组织的观点
在个人计算机上，作业这个概 念已经不存在，主要存在于巨型和 大型机，引入作业是为了有效利用 高性能强大的主机资源 作业： – 是用户在一次解题或一个事务处 理过程中要求计算机系统所做工 作的集合。 – 它包括用户程序、所需要的数据 及控制命令等。作业是由一系列 有序的作业步组成的。
操作系统为计算机用户提供了 两种的接口的发展方向： 简单 友好 使用方便
*虚拟机的观点
软件与硬件的关系：软件是在 硬件基础上对硬件的性能加以扩充 和完善。 软件之间的关系：一部分软件 运行要以另一部分软件的存在并为 其提供一定的运行条件为基础；新 添加的软件可以看作是在原来那部 分软件基础上的扩充与完善。
计算机硬件升级和新硬件的出现 提供新的服务、方便用户使用 提高计算机资源利用率 更正软件错误 计算机体系结构的发展
*操作系统发展历程
手工操作阶段 早期批处理 多道程序系统
分时系统
实时操作系统
操作系统的进一步发展
*手工操作阶段
没有操作系统
程序员编程
准备程序带
Fra Baidu bibliotek
程序员预约机时
两种方法的分析比较：
方法2中使用IN/OUT机器指令 来完成打印过程需要涉及到打印机 接口寄存器，包括打印机的数据接 口寄存器、状态与控制接口寄存器。 访问其它设备的输入、输出过程也 是类似的。
方法1中使用INT的程序很简单， 程序员不再需要与接口寄存器打交道， 只需要一个简单的调用即可。实际的 打印工作就通过INT命令调用交给 Window/DOS操作系统来完成，即由 Window/DOS来实际读写打印机接口寄 存器，也就是说， Window/DOS中包 含着程序段2。
“虚拟机”：一个裸机在每加 上一层软件后，就变成了一个功能 更强的机器，把这“新的更强功能 的机器”称作虚拟机。 OS的地位：紧挨硬件层的第一 层软件，对硬件进行首次扩充，同 时又是其他软件运行的基础。
*资源管理的观点
资源管理的观点是目前对操作系统 描述的主要观点，操作系统资源管理的主 要功能如下：
操作系统原理与实例分析
目 录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 操作系统概述 进程管理 存储器管理 设备管理 文件管理
引例1：
在Window或DOS下用汇编语言编程时，如何打印 5个字符？有两种方法： 一种是用INT指令调用Window/DOS的功能来完成； 另一种是不调用Window/DOS功能，而用IN/OUT 机器指令直接读写打印机的接口寄存器。这两种方法所 对应的程序段如下： 程序段1：使用INT语句打印 MOV AH，O5H MOV DL，Char INT 21H …… Char DB ‘1’
第一章 操作系统概述
内容提要：
*计算机系统资源 *什么是操作系统 *操作系统的形成和发展 *操作系统的功能 *现代操作系统的特征及基本概念 *操作系统的分类 *现代主流操作系统简介
一、计算机系统资源
计算机系统组成：硬件+软件 硬件：计算机物理装置。指计算机 系统中那些 “硬的” 物理设施， 即各种处理机，存储器，输入输出 设备和通信设备等。 软件：指由计算机硬件执行以完成 一定任务的所有程序及数据。
程序员将程序（带或卡片）与数据装入输入装置（带机或卡机）
按下控制台面板上的装入按钮
程序装入内存
面板指示灯亮 按下启动按钮
程序开始运行
程序执行完后，面板指示灯亮，控制台终端打印或输出结果
正确否
预约时间到否
卸带（程序和数据（输入和结果））
在控制台上修改程序
卸带
结束
汇编语言出现后手工交互阶段
安装汇编带或汇编源程序带
计算机硬件组织 微 型 机： 处理机+存储器+输入/输出设备。 总线结构（各部分通过总线交 换信息）。
总线
CPU 存储器 I/O 设备 I/O 设备
大，小型机： 中央处理机，I/O处理机（通 道），存储器，I/O设备。 非总线结构（存储器成为其中 心部分）
计算机软件组织 计算机软件包括系统软件和应用软件 系统软件：操作系统，语言处理系统， 和常用的例行服务程序。 应用软件：指那些为了某一类的应用需 要而设计的程序，或用户为 解决某的特定的问题而编制 的程序或程序系统，如航空 定票系统。
程序段2：使用IN/OUT语句打印 MOV I，0 ；本段程序打印12345 ；这5个字符 L1：MOV I，I+1 CMP I，5 JNC L3 ；打完5个字符 MOV A，I L2：IN ADDR1，B ； ADDR1为状态寄 ；存器地址 OR B，BS ； BS为状态位选择码 JNC L2 ；未准备好 OUT ADDR2，A ；输出字符， ADDR1为状态 ；寄存器地址 JMP L1 L3：RET
综上所述，我们可以得出操作系 统的概念： 操作系统是计算机系统中的一 个系统软件，管理和控制计算机系 统中的硬件和软件资源，合理地组 织计算机的工作流程，以便有效利 用这些资源为用户提供一个功能强 大、使用方便的工作环境，从而在 计算机与用户之间起接口的作用
二、操作系统的形成和发展
*推动操作系统发展的关键因素
*用户环境的观点
计算机用户分为三类： 终端用户 程序员 系统设计者
操作系统为计算机用户提供了 两种接口：
用户接口（User Interface） 编程接口 (Application Programming Interface,简称API)
通过操作系统为计算机用户提 供了两种接口，用户可以通过三种方 式使用操作系统： 使用键盘命令或Shell命令语言 利用鼠标器等点击窗口中的图标 调用操作系统内部功能模块，即 系统调用接口
计算机系统层次关系
应用软件 系统 软件 硬件 (裸机)
银行系统 航空定票系统 编译器 编辑器
浏览器 命令解释器
操作系统
机器语言 微程序 物理设备
：用 户 态 ：核 心 态 或 管 态 (supervisor mode)
User mode Kernel mode
二、什么是操作系统
对于现代操作系统中，人们常 用四种观点来描述操作系统：