子情境认识操作系统.ppt

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1、子情境子情境认识操作系操作系统现在学习的是第1页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 情景引入情景引入我们的生活离不开计算机、掌上机等电子设备，那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？人们是通过什么和这些设备打交道的呢？现在学习的是第2页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 本讲主要内容与要求本讲主要内容与要求1.1 1.1 操作系统概述操作系统概述*一一.操作系统的概念（操作系统的概念（What)What)二二.操作系统的类型操作系统的类型/发展发展*三三.操作系统的功能（操作系统的功能（W

2、hy)Why)*四四.操作系统的特征操作系统的特征五五.典型典型OSOS现在学习的是第3页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 1.1.在计算机系统中的层次在计算机系统中的层次/地位地位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层次结构软件系统硬件系统常用常用OS DOS（以前）,Windows系列,Unix/Linux系列 一一.什么是操作系统（概念）什么是操作系统（概念）现在学习的是第4页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 2.2.为什么引入为什么引入OSOS(角色角色）应用软件

3、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 一一.什么是操作系统（概念）什么是操作系统（概念）现在学习的是第5页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 3.3.不同角度不同角度/观点看观点看OSOS 1.1.1用户环境用户环境为用户提供一个友好的、易于操作的为用户提供一个友好的、易于操作的用户界面用户界面/用户接口用户接口(User Interface)/人机接口人机接口/人机界面人机界面。OS是人机交互的接是人机交互的接口口/界面界面虚拟机虚拟机把硬件全部把硬件全部隐藏隐

4、藏起来，用户看到的是经操作系统起来，用户看到的是经操作系统扩展扩展后后的的虚拟机虚拟机。两方面扩充：。两方面扩充：(1)系统功能的扩展：操作系统提供了系统功能的扩展：操作系统提供了系统调用系统调用，扩展了，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。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：利用数量上的扩展：利用多道程序技术多道程序技术，使，使多个用户多个用户可以同可以同时使用一台机器时使用一台机器.资源管理资源管理管理整个计算机资源管理整个计算机资源(软硬件），软硬件），“大脑大脑”、“管理中心管理中心”“大管家大管家”一一.什么是操作系统（概念）什么是操

5、作系统（概念）现在学习的是第6页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 一一.什么是操作系统（概念）什么是操作系统（概念）4.4.定义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。现在学习的是第7页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 二二.操作系统的类型（发展）操作系统的类型（发展）发展与分类发展与分类 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

6、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现在学习的是第8页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 二二.操作系统的类型（发展）操作系统的类型（发展）1.1.人工操作方式人工操作方式纸带纸带纸带输入机纸带输入

7、机计算机计算机输出结果输出结果工作原理工作原理缺点缺点1.用户独占全机用户独占全机2.CPU等待人工操作等待人工操作人机矛盾（效率低）现在学习的是第9页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 二二.操作系统的类型（发展）操作系统的类型（发展）2.2.单道批处理单道批处理OSOS提出提出单道批处理系统是单道批处理系统是最早最早出现的一种操作系统出现的一种操作系统，是在是在解决解决人机矛盾人机矛盾以及以及CPU与与I/O设备速度不匹配的矛盾过设备速度不匹配的矛盾过程中形成的。程中形成的。工作原理工作原理特点特点1.自动性自动性2.顺序性顺序性 3.单道性单道性现在学习的

8、是第10页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 二二.操作系统的类型（发展）操作系统的类型（发展）3.3.多道批处理多道批处理OSOS提出提出为进一步提高为进一步提高资源利用率资源利用率和和系统吞吐量系统吞吐量,60年代中期引入年代中期引入多道程序设计技术多道程序设计技术，由此形成多道批处理，由此形成多道批处理OS 工作原理工作原理特征特征1.多道性多道性 2.无序性无序性 3.调度性调度性优点优点1.资源利用率高资源利用率高-多道性，多道性，资源共享，资源充分利用资源共享，资源充分利用2.系统吞吐量大系统吞吐量大-指系统在单位时间内所完成的总工作量指系统在单位时

9、间内所完成的总工作量现在学习的是第11页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 二二.操作系统的类型（发展）操作系统的类型（发展）4.4.分时分时OSOS提出提出用户需要用户需要:(1):(1)人机交互人机交互 (2)(2)共享主机共享主机/CPU/CPU工作原理工作原理终端终端1终端终端2终端终端n.用户1用户2用户n主机(CUP)(CUP)Ttt轮转时间片特征特征1.多路性多路性-一一台主机上同时连接多台终端台主机上同时连接多台终端2.独立性独立性-每个用户各占一个终端，彼此独立操作、互不干扰每个用户各占一个终端，彼此独立操作、互不干扰3.及时性及时性-用户的请

10、求能在很短时间内获得响应用户的请求能在很短时间内获得响应(12(12秒）秒）4.交互性交互性-用户与计算机之间可进行会话用户与计算机之间可进行会话现在学习的是第12页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 二二.操作系统的类型（发展）操作系统的类型（发展）5.5.实时实时OSOS提出提出应用需要应用需要:(1):(1)实时控制实时控制(如工业现场如工业现场)(2)(2)实时信息处理实时信息处理(如自动飞机订票，情报检索如自动飞机订票，情报检索)基本思想基本思想实时就是实时就是“立即立即”、“现在现在”的意思，是指对随机发生的外部事件能的意思，是指对随机发生的外部事件

11、能及时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、及处置能力、高可靠性高可靠性和和安全性安全性。计算机要及时响应外部事件的。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请求，并能以足够快的速度完成对事件的处理 特征特征1.专门系统专门系统 2.立即响应立即响应 3.事件驱动事件驱动4.高可靠性高可靠性 5.交互性交互性现在学习的是第13页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 二二.操作系统的类型（发展）操作系统的类型（发展）6.6.多处理机多处理机OSOS大部分的计算

12、机系统都是单处理器系统，也就是说系统中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只有一个CPU，然而多处理器（或称为，然而多处理器（或称为并行并行系统）越来越受到系统）越来越受到重视。多处理器系统具有多个重视。多处理器系统具有多个CPU，这些，这些CPU共享系统中的总线、共享系统中的总线、时钟、内存及外围设备等。时钟、内存及外围设备等。1.提高系统吞吐量提高系统吞吐量2.降低成本降低成本3.提高系统可靠性提高系统可靠性基本思想基本思想提出提出/作用作用现在学习的是第14页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 二二.操作系统的类型（发展）操作系统的类

13、型（发展）7.7.网络网络OSOS网网络络操操作作系系统统(Netware,Unix/Linux,(Netware,Unix/Linux,WindowsWindows系系列列）除除了了具具有有通通常常单单机机操操作作系系统统所所具具有有的的功功能能外外，还还应应具具有有以以下下网网络络支持功能：支持功能：网络通信网络通信资源管理资源管理网络服务网络服务网络管理网络管理互操作能力互操作能力现在学习的是第15页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 二二.操作系统的类型（发展）操作系统的类型（发展）8.8.分布式分布式OSOS什么叫分布式什么叫分布式集中式-所有处理和控

14、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 分布式分布式网络网络1.分布性分布性 2.并行性并行性 3.透明性透明性 4.共享性共享性 5.多机合作和健壮性多机合作和健壮性现在学习的是第16页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 三三.操作系统的功能操作系统的功能 1.1.从三个角度看从三个角度看1.1.用户环境用户环境提供人机接口提供人机接口/界面界面2.

15、2.虚拟机虚拟机-对裸机的功能扩充（扩充后虚拟机）对裸机的功能扩充（扩充后虚拟机）3.3.资源管理角度资源管理角度：操作系统是一个资源管理器，其主要：操作系统是一个资源管理器，其主要任务是任务是管理系统资源管理系统资源。通常计算机资源包括以下几类：。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）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，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功能包括处理机管理、内存管理、设备管理和文件管理处理机管理、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

16、和便于用户使用计算机，操此外，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系统还应提供作业管理作业管理，所以操作系统具有，所以操作系统具有五大五大基本基本管理功能。管理功能。现在学习的是第17页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 三三.操作系统的功能操作系统的功能 2.2.具体的资源管理功能具体的资源管理功能处理机处理机(CPU)(CPU)管理管理内存管理内存管理设备管理设备管理文件管理文件管理作业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对处理机进行分配，并对其运行进行有效的控制和管理。CPUCPU分配和运行以进程为单位，进

17、程管理。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、存取控制文件组织、目录管理、读写管理、存取控制外存外存作业组织与管理、提供用户接口作业组织与管理、提供用户接口现在学习的是第18页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 四四.操作系统的特征操作系统的特征并发性并发性并发并发(concurrence)-指两个或多个事件在指两个或多个事件在同一时间同一时间间隔间隔内内发生。发生。L逻辑逻辑,宏宏观概

18、念，观概念，？区别单区别单CPU与多与多CPU情况情况并行并行-是一种物理的或微观的同时性概念是一种物理的或微观的同时性概念共享性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。并发和共享是相辅相成的。异步性异步性在多道程序环境下，各程序的执行过程有着在多道程序环境下，各程序的执行过程有着“走走停停走走停停”的性质的性质;另外，同一程序另外，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。异步性。虚拟性虚拟性

19、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 现在学习的是第19页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 五五.典型典型OSOSDOSWindowsUnixLinux磁盘操作系统（磁盘操作系统（Disk Operating System）,基于以基于以Intel80X86Intel80X86处理器及其兼处理器及其兼容系列为容系列为CPUCPU的宿主机的宿主机,1981,IBM(PC Dos),微软微软(MS Dos),字符界面，单字符界面，单用户单任务。用户单任务。Microso

20、ftMicrosoft公司开发的一种图形用户接口的操作系统，公司开发的一种图形用户接口的操作系统，19851985年年1111月。月。单用户多任务单用户多任务70年代，年代，Bell实验室，多用户多任务，安全稳定可靠性高，网络实验室，多用户多任务，安全稳定可靠性高，网络OS以以UnixUnix为核心而发展起来的开放、免费为核心而发展起来的开放、免费OS.1991OS.1991年芬兰大学生开发年芬兰大学生开发LinuxLinux并放到网上并放到网上,9898年后引起关注年后引起关注.现在包含现在包含UnixUnix的所有功能的所有功能.现在学习的是第20页，共23页湖南商务职业技术学院思科网院湖南商务职业技术学院思科网院 小结小结重点重点:操作系统的概念操作系统的概念,功能功能,特征特征课后作业课后作业:一.一.1,2,5,6,71,2,5,6,7二.二.1 1三.三.1 1四.四.3,53,5现在学习的是第21页，共23页现在学习的是第22页，共23页现在学习的是第23页，共23页