计算机操作系统第一章

作者：许东明
邮件：leafsunshin@163.com
最近更新时间：2019/9/3
教材：计算机操作系统第四版

1.1操作系统的目标和作用

1.1.1操作系统的目标

1. 方便性
2. 有效性

• 提高系统资源利用率
• 提高系统吞吐量

1. 可扩展性
2. 开放性

1.1.2操作系统的作用

1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
   • 命令方式
   • 系统调用方式
   • 图标–窗口方式
     
2. OS作为计算机系统资源的管理者
3. OS实现对计算机资源的抽象
   

1.1.3推动操作系统发展的主要动力

1. 不断提高计算机资源利用率
2. 方便用户
3. 器件的不断更新换代
4. 计算机体系结构的不断发展
5. 不断提出新的应用需求

1.2操作系统的发展过程

1.2.1未配置操作系统的计算机系统

1. 人工操作方式

   • 用户独占全机
   • CPU等待人工操作
   • 严重降低了计算机资源的利用率

2. 脱机输入/输出(Off–Line I/O)方式

   • 减少了CPU的空闲时间
   • 提高了I/O速度
   • 效率仍然不理想
     

1.2.2单道批处理系统

1. 单道批处理系统的处理过程

   • 单道批处理系统是在解决人机矛盾和CPU与IO设备速度不匹配矛盾的过程中形成的
   • 换言之，批处理系统旨在提高系统资源的利用率和系统吞吐量
   • 但这种单道批处理系统仍然不能充分地利用系统资源，故现已很少使用。
     

2. 单道批处理系统的缺点

   • 系统中的资源得不到充分的利用
     

1.2.3多道批处理系统

1. 多道程序设计的基本概念
   

2. 多道批处理系统的优缺点

   • 资源利用率高
   • 系统吞吐量大
   • 平均周转时间长
   • 无交互能力

3. 多道批处理系统需要解决的问题

   • 处理机争用问题
   • 内存分配和保护问题
   • I/O设备分配问题
   • 文件的组织和管理问题
   • 作业管理问题
   • 用户和系统的接口问题

1.2.4分时系统（Time Sharing System）

1. 分时系统的引入

   • 人-机交互
   • 共享主机

2. 分时系统实现中的关键问题

   • 及时接收
   • 及时处理
     • 作业进入内村
     • 采用轮转运行方式

3. 分时系统的特征

   • 多路性
   • 独立性
   • 交互性
   • 及时性

1.2.5实时系统（Real Time System）

1. 实时系统的类型

   • 工业（武器）控制系统
   • 信息查询系统
   • 多媒体系统
   • 嵌入式系统

2. 实时任务的类型

   • 周期性实时任务和非周期性实时任务
   • 硬实时任务和软实时任务

3. 实时系统与分时系统特征的比较

   • 多路性
   • 独立性
   • 及时性
   • 交互性
   • 可靠性

1.2.6微机操作系统的发展

1. 单用户单任务操作系统

   • CP/M
   • MS-DOS

2. 单用户多任务操作系统

   • Windows

3. 多用户多任务操作系统

   • Solaris OS
   • Linux OS