计算机操作系统(第四版) 汤小丹第一章笔记

计算机操作系统(第四版) 汤小丹第一章笔记

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• 操作系统引论

  • 操作系统的目标

    • 方便性

    • 有效性

    • 可扩充性

    • 开放性

  • 计算机操作系统的作用

    • OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口

    • OS作为计算机系统资源的管理者

    • OS实现了对计算机资源的抽象

    • 是合理组织计算机的工作流程有效控制和管理计算机系统的各类资源，并方便用户使用计算机的程序集合

    • OS是用户和计算机的接口

    • OS是最重要的系统软件

  • OS的五大管理功能

    • 处理机管理

    • 存储器管理

    • 设备管理

    • 文件管理

    • 用户接口

  • 例：打开一个WORD处理程序，OS需要做什么

    • 系统需要为WORD处理程序进行存储资源的分配=》进程的管理=》将结果输出到外部设备

• 操作系统的发展过程

  • 未配置操作系统的计算机系统

    • 人工操作方式

      • 缺点：①用户独占全机 ②CPU等待人工操作

    • 脱机输入/输出方式

      • 优点：①减少CPU的空闲时间 ②提高I/O速度

  • 批处理系统

    • 单道批处理系统

      • 单道批处理系统的处理过程

        • 先把一批作业以脱机的方式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序

        • 虽然系统对作业的处理是成批进行的，单在内存中始终至保持一道作业，故称为单道批处理系统

        • 单道批处理的流程

          [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WBDCPOjr-1648469495534)(C:\Users\18752\AppData\Roaming\marktext\images\2022-03-26-11-28-46-image.png)]

        • 单道批处理系统的缺点

          • CPU和I/O设备的使用忙闲不均。因为内存中仅存在一道程序，每次发出I/O请求后，CPU处于空闲。CPU在执行时，I/O处于空闲。计算机资源得不到充分利用

            [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5ghU8XnZ-1648469495535)(C:\Users\18752\AppData\Roaming\marktext\images\2022-03-26-11-32-25-image.png)]

          • 由于是单道程序的环境下，造成内存的浪费

    • 多道批处理系统

      • 目的：为了进一步提高资源的利用率和系统的吞吐量

      • 优缺点

        • ①资源利用率高 ②系统吞吐量大 ③平均周转时间长 ④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设备分配问题

        • 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

  • 分时系统

    • 目的：①为了满足用户对人—机交互的需求 ②在批处理系统中，用户不能干预自己的程序运行，无法得知程序运行情况，对程序的调试和排错不利

    • Unix是目前使用最广泛的分时操作系统，CTSS是最早的分时操作系统

      • 表现

        • 人—机交互

        • 共享主机

        • 便于用户上机调试

      • 特征

        • 多路性 ：提高系统资源利用率，节省了开支

        • 独立性 ：每个用户独占一个终端，彼此独立操作，互补干扰，感觉好像自己一人独占主机一样

        • 及时性 ：终端用户的请求能在很短的时间内获得响应，通常为1～3秒

        • 交互性 ：用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话

    • 分时原理：将处理机的运行时间分为时间片，将时间片轮流分配给各联机作业使用，其方法是设立一个时间分享单位—时间片。他是系统规定进程一次使用处理机的最长时间。时间片的长短可以因不同系统而异

    • 实现思想:每个用户在各自的终端上以问答方式控制程序运行，系统把中央处理器的时间划分成时间片，轮流给各个联机终端用户，每个用户只能在极短时间内执行，若时间片用完，而程序还未做完，则挂起等待下次分得时间片

  • 实时操作系统

    • 目的：指系统能够及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行

    • 实时系统的类型

      • 实时控制系统和实时信息处理系统

        实时信息处理系统包括(信息查询系统和事务处理系统)

        • 工业控制系统 ：导弹制导系统，飞机自动驾驶系统

        • 信息查询系统 ：飞机订票系统

        • 多媒体系统

        • 嵌入式系统

    • 特征：

      • 稍弱的交互性

      • 实时性 ：对系统的及时要求高，常以控制对象所能接受的延迟事件来确定

      • 可靠性 ：采用多级容错措施，保证系统的安全可靠

      • 多路性

      • 独立性

• 微机操作系统的发展

  • 单用户单任务操作系统

    • 在