操作系统原理（汤小丹版）笔记第一章 操作系统引论

操作系统引论

操作系统的目标与作用

操作系统的目标

在计算机系统上配置操作系统，其主要目标是：方便性、有效性、可扩充性和开放性。

• 方便性
  OS所提供的各种命令操纵计算机系统，极大地方便了用户
• 有效性
  有效性所包含的含义是：1.提高系统资源的利用率 2.提高系统的吞吐量
• 可扩充性
  无结构–>模块化结构–> 层次化结构
• 开放性
  系统能遵循世界标准规范

操作系统的作用

操作系统在计算机系统中所起到的作用，可以从用户、资源管理及资源抽象等多个不同的角度来进行分析和讨论。

• OS作为用户和软硬件系统之间的接口
  OS处于用户和软硬件之间，用户通过OS来使用计算机系统。
  用户可通过命令方式、系统调用方式和图标—窗口方式来实现与操作系统的通信。

• OS作为计算机系统资源的管理者
  计算机系统资源可分为：处理机、存储器、I/O设备以及文件。

• OS实现了对计算机资源的抽象
  随着抽象系统层次的提高，抽象接口所提供的功能就越强，用户使用也越方便。

推动操作系统发展的主要动力

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

操作系统的发展过程

195？中期，第一个简单的批处理OS出现
196？开发出多道程序批处理，不久又推出分时系统
197？-199？VLSI和计算机体系结构大发展的年代，导致了微型机、多处理系统和计算机网络的诞生和发展，相继开发出了微机OS、多处理机OS和网络OS

未配置操作系统的计算机系统

• 人工操作方式
  用户独占全机
  CPU等待人工操作
• 脱机输入/输出方式
  减少了CPU的空闲时间
  提高了I/O速度

单道批处理系统

• 处理过程
  一个接一个的连续处理
  成批进行，但在内存中始终只保持一道作业，故称为单道批处理系统
• 缺点
  系统中资源得不到充分的利用

多道批处理系统

• 多道程序设计的基本概念
  多道程序交替地运行，提高资源利用率和系统吞吐量。
• 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
• 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分配问题
  文件的组织和管理问题
  作业管理问题
  用户与系统的接口问题

操作系统是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。

分时系统

• 分时系统的引入
  为了满足用户对人机交互的需求。
  人机交互
  共享主机
  -分时系统实现中的关键问题

1. 及时接收
   分时多路复用
2. 及时处理
   作业直接进入内存
   采用轮转运行方式

• 分时系统的特征
  多路性
  独立性
  及时性
  交互性

实时操作系统

系统的正确性，不仅由计算的逻辑结果决定，而且还取决于产生结果的时间。

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