子情境认识操作系统

子情境认识操作系统第一页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院情景引入我们的生活离不开计算机、掌上机等电子设备，那人们是通过什么和这些设备打交道的呢？第二页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

本讲主要内容与要求§1.1操作系统概述*一.

操作系统的概念（What)二.操作系统的类型/发展*三.

操作系统的功能（Why)*四.操作系统的特征五.典型OS第三页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

1.在计算机系统中的层次/地位§1.1.1用户应用软件其它系统软件、支撑软件操作系统裸机图1-1计算机系统的层次结构层次结构软件系统硬件系统常用OS

DOS（以前）,Windows系列,Unix/Linux系列一.什么是操作系统（概念）

第四页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院2.为什么引入OS(角色）

应用软件系统软件操作系统裸机终端用户程序员操作系统设计者设置操作系统的目的：第一层软件，功能扩充隐藏复杂性，友好的操作环境/人机接口统一资源管理一.什么是操作系统（概念）第五页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院3.不同角度/观点看OS

§1.1.1用户环境为用户提供一个友好的、易于操作的用户界面/用户接口(UserInterface)/人机接口/人机界面。OS是人机交互的接口/界面虚拟机把硬件全部隐藏起来，用户看到的是经操作系统扩展后的虚拟机。两方面扩充：(1)系统功能的扩展：操作系统提供了系统调用，扩展了裸机的基本指令系统，组成了虚拟机的高级指令系统。(2)数量上的扩展：利用多道程序技术，使多个用户可以同时使用一台机器.资源管理管理整个计算机资源(软硬件），“大脑”、“管理中心”“大管家”一.什么是操作系统（概念）

第六页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

一.什么是操作系统（概念）

4.定义操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、合理有效地组织计算机系统的工作，为用户提供一个使用方便可扩展的工作环境，从而起到连接计算机和用户的接口作用的系统软件。此定义是以操作系统的具体功能为基础的定义方式。第七页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

二.操作系统的类型（发展）

发展与分类

操作系统的形成迄今已有50年的时间。在20世纪50年代中期出现了第一个简单的（单道）批处理操作系统，到60年代中期产生了多道程序批处理系统，不久又出现了基于多道程序的分时系统。80年代是微机和计算机局域网大发展的年代，同时也是微机操作系统和网络操作系统形成和大发展的年代，此后分布式操作系统和网络操作系统得到了很大发展。现有的计算机操作系统主要有以下几种类型:批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、微机操作系统、多处理机操作系统等第八页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

二.操作系统的类型（发展）

1.人工操作方式纸带纸带输入机计算机输出结果工作原理缺点用户独占全机CPU等待人工操作人机矛盾（效率低）第九页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院二.操作系统的类型（发展）

2.单道批处理OS提出单道批处理系统是最早出现的一种操作系统，是在解决人机矛盾以及CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾过程中形成的。

工作原理特点自动性顺序性3.单道性第十页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院二.操作系统的类型（发展）

3.多道批处理OS提出为进一步提高资源利用率和系统吞吐量,60年代中期引入多道程序设计技术，由此形成多道批处理OS工作原理特征1.

多道性2.

无序性3.

调度性优点资源利用率高

---多道性，资源共享，资源充分利用2.系统吞吐量大---指系统在单位时间内所完成的总工作量第十一页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

二.操作系统的类型（发展）

4.分时OS提出用户需要:(1)人机交互(2)共享主机/CPU工作原理终端1终端2终端n…….用户1用户2用户n主机(CUP)Ttt轮转时间片特征多路性---一台主机上同时连接多台终端2.

独立性---每个用户各占一个终端，彼此独立操作、互不干扰3.

及时性---用户的请求能在很短时间内获得响应(1~2秒）4.

交互性---用户与计算机之间可进行会话第十二页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

二.操作系统的类型（发展）

5.实时OS提出应用需要:(1)实时控制(如工业现场)(2)实时信息处理(如自动飞机订票，情报检索)基本思想实时就是“立即”、“现在”的意思，是指对随机发生的外部事件能及时作出响应和处理。实时操作系统的设计目标主要是实时响应及处置能力、高可靠性和安全性。计算机要及时响应外部事件的请求，并能以足够快的速度完成对事件的处理

特征1.专门系统2.

立即响应3.

事件驱动4.

高可靠性

5.交互性第十三页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院二.操作系统的类型（发展）

6.多处理机OS大部分的计算机系统都是单处理器系统，也就是说系统中只有一个CPU，然而多处理器（或称为并行系统）越来越受到重视。多处理器系统具有多个CPU，这些CPU共享系统中的总线、时钟、内存及外围设备等。

提高系统吞吐量降低成本提高系统可靠性基本思想提出/作用第十四页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

二.操作系统的类型（发展）

7.网络OS网络操作系统(Netware,Unix/Linux,Windows系列）除了具有通常单机操作系统所具有的功能外，还应具有以下网络支持功能：网络通信资源管理网络服务网络管理互操作能力第十五页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

二.操作系统的类型（发展）

8.分布式OS什么叫分布式集中式---所有处理和控制功能都高度地集中在一台主机上分布式---一个分布式系统由若干台独立的计算机构成，它们既可独立工作（自治性），又可以合作。在这个系统中各机器可以并行操作且有多个控制中心。分布式系统是一个一体化的系统，在整个系统中有一个全局的操作系统，它就称为分布式操作系统分布式—网络分布性2.并行性3.透明性4.共享性5.多机合作和健壮性第十六页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

三.操作系统的功能

1.从三个角度看1.用户环境—提供人机接口/界面2.虚拟机--对裸机的功能扩充（扩充后虚拟机）3.资源管理角度：操作系统是一个资源管理器，其主要任务是管理系统资源。通常计算机资源包括以下几类：中央处理机、内存、外部设备、信息（包括程序和资料），所以按照操作系统是资源管理器的观点，操作系统的功能包括处理机管理、内存管理、设备管理和文件管理。此外，为能合理地组织工作流程和便于用户使用计算机，操作系统还应提供作业管理，所以操作系统具有五大基本管理功能。

第十七页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

三.操作系统的功能

2.具体的资源管理功能处理机(CPU)管理内存管理设备管理文件管理作业管理对处理机进行分配，并对其运行进行有效的控制和管理。CPU分配和运行以进程为单位，进程管理。

内存分配、回收、保护、地址映射、内存扩充等

设备分配、处理（驱动）、缓冲管理

文件组织、目录管理、读写管理、存取控制—外存作业组织与管理、提供用户接口第十八页，共二十三页，编辑于2023年，星期五湖南商务职业技术学院思科网院

四.操作系统的特征并发性并发(concurrence)---指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。L逻辑,宏观概念，？区别单CPU与多CPU情况并行---是一种物理的或微观的同时性概念共享性共享指多个并发程序对计算机系统资源的共同享用.并发和共享是相辅相成的。

异步性在多道程序环境下，各程序的执行过程有着“走走停停”的性质

;另外，同一程序在相同的初始环境下，无论何时运行都应获得同样的结果。这就是操作系统所具有的异步性。

虚拟性指通过某种技术把一个物理设备变成多个逻辑上独立的具备同样功能的设备

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五.典型OSDOSWindowsUnixLinux磁盘操作系统（DiskOperatingSystem）,基于以Intel80X86处理器及其兼容系列为CPU的宿主机

,1981,IBM(PCDos),微软(MSDos),字符界面，单用户单任务。Microsoft公司开发的一种图形用户接口的操作系统，1985年11月。单用户多任务70年代，Bell实验室，多用户多任务，安全稳定可靠性高，网络OS以Unix为核心而发展起来的开放、免费O