操作系统发展历史与现状.ppt

1、第二个讲座是关于操作系统的历史和现状。目的和要求：了解操作系统的基本技术及其背景。各开发阶段的主要技术。作业安排：1，4，5，7，8，10，1.2操作系统发展历史：33，360，单批处理时代(50年代)，多批处理，分时，实时系统时代(60年代初)，多模式系统时代(60-70年代)，分布式系统，多机系统时代(70年代中期以后)*，史前时代几乎没有中间层软件，没有操作系统用户垄断机器或系统操作员控制机器*，1.2.1监控程序(50年代单通道批处理时代)操作员有选择地将几个作业组合成一批，将它们安装在输入设备上，并启动监控程序，然后监控程序依次启动这些作业以单一方式运行。作业：用户的一次性行为。作业

2、步骤：作业的执行步骤。作业控制语言：是用于解释作业如何执行的语言。作业控制指令：是用作业控制语言编写的作业执行程序。*，一个典型的卡作业示例，通用指令：用户程序监督程序可以包含指令。特权指令：是一个只有主管才能包含的指令。系统空间：内存被主管占用(0-K)。用户空间：内存(K 1-N)模式/状态：是指处理器可以执行什么类型的指令以及它可以访问多少内存的状态。在特权模式下，除了执行普通指令，您还可以执行特权指令并访问更大的空间。在普通模式下，您只能执行普通指令。系统调用(通用指令):由主管提供给用户调用的系统功能。trap机制：硬件支持在特定条件下(如执行TRAP指令和中断定时器)进入监控程序的

3、机制。内存保护：的硬件提供了一个边界地址寄存器，用于实现系统调用或管理程序处理作业无限循环。当访问存储器时，处理器根据当前处理器状态判断访问是否越界。当定时器中断：达到指定的时间间隔时，系统暂停当前程序的运行，以执行与时间相关的处理，例如检查操作是否超过其运行时间限制。*，早期批处理系统中主管程序的工作流程是：1.确定输入设备上是否有要输入的作业，如果没有，则停止它。2.从设备输入作业。3.控制作业运行。答：从工作描述中提取一条语句，并解析它以供执行。如果是“作业终止”语句，则删除作业。转到1 B。如果是可执行语句，在主内存中建立相应的程序运行环境。转到执行程序(改为用户模式)。如果在用户模式

4、程序运行期间发生中断事件(如系统调用/定时器中断)，立即转到监控程序。中断事件处理后，用户模式程序将继续执行。用户模式程序完成后，转到下一个作业控制语句，管理程序功能：将输入用户作业，解释并执行作业控制指令，并提供系统调用。监督者和操作系统：之间的区别在于监督者没有并发机制。监控程序仅省略了作业步骤和最初由人工转移的作业的成本，* 1 . 2 . 2特殊操作系统(20世纪60年代早期的多批、分时、实时系统时代)、多批、分时、实时系统和1。多通道/高级批处理系统(由于引入了中断、通道和磁盘)。在单批处理系统的基础上引入了双缓冲机制、离线输入和输出、假脱机*，1。离线输入输出：利用卫星机将慢速媒体

5、传送到快速媒体，以加快输入输出过程中的操作速度。输入输出缓冲：使用双缓冲技术，一个缓冲区的数据处理和另一个缓冲区的输入输出并行运行。磁盘、缓冲区、中央处理器、3。假脱机技术基础：I/O中断：通知处理器在I/O组件操作完成后运行相应的处理程序。通道：可以自主控制外围输入/输出设备(控制器)，这些设备可以与处理器并行工作并交换数据。磁盘：随机存取存储设备*假脱机的基本思想：使用磁盘设备作为主机的直接输入输出设备，即主机从磁盘中选择作业运行，结果也存在于磁盘中。相应的通道负责磁盘和慢速外围设备之间的传输。通过使用通道和中断机制，作业的输入和输出可以与作业在处理器上的操作很好地并行。假脱机系统图、作业

6、1、作业n、预输入程序、作业调度程序、慢速输出程序、井管理读取程序、作业执行、作业1结果、打印机、输入机器、作业1信息、作业n信息、作业1结果：假脱机系统架构、虚拟设备、4。多通道编程的基本思想：内存同时保存多通道程序(作业)，处理器(单处理器)同时交替处理多通道程序。从宏观上看，许多程序已经开始运行，但尚未完成。微观上，在某个时候，作业c I/o CPU I/o、作业B CPU I/O CPU I/O、作业A CPU I/O CPU I/O CPU、现场保护/恢复：指的是当处理器从一个作业切换到另一个作业时对寄存器值的保护*操作系统的基本特性是：并发和共享。并发：意味着在单个处理器的情况下，

7、多通道程序占用以分时方式运行的处理器。共享：指的是并行运行的程序对系统的硬件和软件资源的访问。*，2。分时系统、终端设备：键盘和显示交互系统：操作系统提供终端命令语言和解析器。用户通过终端命令引导作业运行。分时系统3360交互系统和多通道编程结合了产品分时系统：并行的特点；分享；互动性；独家*，3。实时系统。实时系统：能够满足多通道编程系统对作业运行的快速响应。实时系统：时钟分辨率：的主要性能指标和功能具有较高的时钟中断频率，可以更准确地计时和更快速地调度。多级中断机制。确保及时处理需要快速响应的中断。支持实时作业调度，确保实时作业无条件剥夺非实时作业的运行。* 1 . 2 . 3多模式系统时

8、代(20世纪60-70年代)多模式操作系统：同时具有批处理、分时和实时功能。1.2.4并行分布式操作系统和开发分布式操作系统：系统支持网络和分布式处理：系统支持共享内存多处理器Windows操作系统：系统支持友好用户界面*操作系统的发展趋势：嵌入式操作系统：主要伴随着个人数字助理(PADs)、掌上电脑、电视机顶盒、智能家电等设备的发展，对操作系统占用的功能和空间的平衡提出了新的要求对并行操作系统的研究：例如，由成千上万个微处理器实现的基于共享内存多处理器系统(MP)和分布式内存大规模并行处理器系统(MPP)的操作系统，其特点是提供各种并行机制。例如，并行文件系统、并行输入输出控制、多处理器分配

9、和调度、处理器之间的通信和同步以及用户任务的并行控制。网络操作系统和分布式操作系统的研究：就目前情况而言，网络系统的研究仍然方兴未艾，基于客户机/服务器模式的分布式系统一直在不断应用，完全分布式系统尚未形成，这仍将是研究的热点问题。1.3主要操作系统介绍视窗：系列操作系统、视窗3.x、视窗95、视窗nt、视窗XP UNIX系列：SVR4、BSD、Solaris、AIX、惠普_UX自由软件Linux和freeBSD等。Windows 1.0(1985)、windows 2.0 (1987)、windows 3.0 (1990)、windows 95 (1995)、windows 3.x、windows me (2000)、windows 98 (1998)、windows XP (2001)、WINDOWs NT 3.1(1号WINDOWs sn t 3.51(NT第3版)、windows 2000 (nt 5.