【最新】一章节操作系统概论

操作系统与其它软件的区别
• 程序意图不同，各有不同任务，解决不同问题； • 具有控制与被控制的关系； • 操作系统是软件系统的核心，是各种软件的基础
运行平台； • 通用操作系统提供共性功能支持，与硬件相关但
和应用领域无关； • 支撑软件及应用软件不能直接而只能通过操作系
统来使用计算机系统的物理资源。
2.操作系统中三个基础抽象
文件(file) （文件是设备的一种抽象）
用户：运行应用程序，使用文件
虚拟机界面 write...
open、 read、
OS:文件及其管理
物理机界面
设备驱动
硬件:磁盘及其他设备
文件是通过将文件中的 字节映射到存储设备的 物理块中来实现文件抽 象。 文件抽象的效果是让用 户感觉到总能满足自己 对设备上信息的存取需 求，而且使用十分方便。
可以把多门课程内容综合起来 学习核心技术并能在其他地方应用之。
2019/9/30
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5.课程内容学时安排
• 考查课。理论课32学时，实验课8学时 • 理论课：理解操作的基本概念、原理、
技术和方法 • 实验课：模拟实现OS功能；
熟悉多种OS的特点及操作； 网上查询有关知识。
课前必须做好实验准备，编写代码。
基础抽象的包含关系
进程抽象
处理器
虚存抽象 文件抽象
内存
设备
3操作系统虚拟机
• 什么是操作系统虚拟机? • 操作系统虚拟机的组成：
1) 虚拟处理器 2) 虚拟内存 3) 虚拟辅存 4) 虚拟设备
操作系统虚拟机
进程P1
虚 虚虚 虚 处 内辅 设 理 存存 备 器
虚拟机1
…
操作系统资 源管理技术 (复用、虚拟、 抽象)

1.1.1 操作系统的地位和作用
1.地位 ➢ 计算机系统由硬件和软件组成 ➢ 操作系统在硬件基础上的第一层软件 ➢ 是其他软件和硬件之间的接口
OS
操作系统和软硬件的层次关系图
应用软件设计者
各种应用软件 编译软件等 操作系统
裸机
系统软件设计者 操作系统设计者
OS
1.1.1 操作系统的地位和作用
2.作用 ➢ 从一般用户的观点
第一章 操作系统概论
➢1.1 操作系统概念 ➢1.2 操作系统的形成和发展 ➢1.3 操作系统的分类 ➢1.4 操作系统的结构设计 ➢1.5 Linux操作系统简介
1.1 操作系统概念
➢ 1.1.1 操作系统的地位和作用 ➢ 1.1.2 操作系统的定义 ➢ 1.1.3 操作系统的功能 ➢ 1.1.4 操作系统的特性 ➢ 1.1.5 操作系统的性能
软件范筹，开放性接口都已作为一种明 确的或实际的行业标准广泛应用在公开 OS 发行的文档中。
1.1 操作系统概念
➢ 1.1.1 操作系统的地位和作用 ➢ 1.1.2 操作系统的定义 ➢ 1.1.3 操作系统的功能 ➢ 1.1.4 操作系统的特性 ➢ 1.1.5 操作系统的性能
1.1.2 操作系统的定义
1.1.3 操作系统的功能（续）
5.网络管理
网络管理的主要功能包括： （1）网上资源管理功能。计算机网络的主要目的之一是共享 资源，网络操作系统应实现网上资源的共享，管理用户对资源 的访问，保证信息资源的安全性和完整性。 （2）数据通信管理功能。计算机联网后，结点之间可以互相 传送数据，按照通信协议的规定，完成网络上计算机之间的信 息传送。 （3）网络管理功能。包括：故障管理、安全管理、性能管理、 配置管理等。

42
管理程序
还有未处理 作业
F
结束
S
读Job卡登记 新作业 取下一个作业 步控制卡 End 作业卡
S
回收资源撤 离作业
执行作业步
作业步 正常结束
F 分析原因 作 相应处理
管理程序阶段(4) 程序算题过程
S F
作业继续执行
转向某作业步
Hale Waihona Puke 431.2.3 多道程序设计与操作系统形成
1. 多道程序设计的概念
35
操作系统中的异步性(2)
异步性给系统带来潜在危险,有可能导致与时间 有关的错误。 操作系统的一个重要任务是必须确保捕捉任何一 种随机事件，正确处理可能发生的随机事件，正 确处理任何一种产生的事件序列，否则将会导致 严重后果。

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1.2 操作系统的发展和形成
1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 人工操作阶段 管理程序阶段 多道程序设计与操作系统的形成 操作系统的分类
第1章 操作系统概论
主要内容 1.1 操作系统概观 1.2 操作系统的形成和发展 1.3 操作系统提供的服务和用户接口 1.4 操作系统结构和运行模型 1.5 流行操作系统简介
1
1.1 操作系统概观
1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 操作系统的定义和目标 操作系统的资源管理技术 操作系统的作用与功能 操作系统的主要特性
4
计算机系统的层次结构(1)
用户1 用户2 用户3 用户4 … 用户n
财务系统 航空订票
上网浏览 (应用软件) 数据库
电子商务 … 科学计算 … 实用程序
编译程序 汇编程序
(支撑软件) 操作系统 (系统软件) 计算机硬件 操作系统 (系统软件)

(3) 当I/O操作完成(或出错)时，通道以中断方式中断 CPU正在执行的程序，请求CPU的处理
多道程序设计原理
第一章 操作系统概论
①
作 业 程 序A
③ I/O 请 求 ② 读 /写 数 据 ⑦
数据
主 存缓 冲 区
通
④
道
作 业 程 序B ⑥
⑤ I/O 结 束 中 断
图
1
.
4
多
道
磁带
程 序
运
行
概
念
图
计算采用多道程序设计方法时，处理器的利用率 为多少？
第一章 操作系统概论
多道程序设计的实现
为实现多道程序设计， 必须妥善解决以
(1) 存储保护和地址重定位。 (2) 处理机管理和调度。 (3) 资源的管理和分配。
第一章 操作系统概论
通道 1 通道 2 调度程序 程序 A 程序 B 程序 C
图 1.6 多道程序设计环境下各程序的 执行和状态的转换
第一章 操作系统概论
文件管理
（2）由于文件都存放在外存，要随时记住外存 上文件存储空间的使用情况，哪些已经分配， 哪些为待分配。
（3）制定文件存储空间的分配策略，实施具体 的分配和回收。
（4）确保存放在外存上文件的安全、保密和共 享。
（5）提供一系列文件使用命令，以便用户能对 文件进行存取、检索和更新等操作。
第一章 操作系统概论
共享(sharing)
多个进程共享有限的计算机系统资源。操作 系统要对系统资源进行合理分配和使用。 资源在一个时间段内交替被多个进程所用
互斥共享（如音频设备）：资源分配后到释 放前，不能被其他进程所用。
同时访问（如可重入代码，磁盘文件） 资源分配难以达到最优化 问题：资源的分配、对数据同时存取的保护。