1、第四章 操作系统基础 4.1 操作系统概述 直接使用裸机不仅不方便,并且效率低下。操作系统是为裸机配置的系统软件,为了建立用户和计算机之间的接口。一 操作系统定义操作系统的功能( 1)有效控制和管理计算机系统中的各种硬件和软件资源,使之得到更有效地利用。( 2)合理组织计算机系统的工作流程,以改善系统性能。( 3)提供用户与计算机之间的接口,使计算机更易于使用。 二 操作系统的形成1人工操作方式 由操作员将纸带装入输入机,把数据和程序输入计算机,当程序运行完毕,用户取走纸带和计算结果,下一个用户才能上机。用户独占计算机资源,利用率低、 CPU等待人工操作。 慢速手工和快速 CPU矛盾 人机矛盾
2、, CPU和 I/O设备速度不匹配。 2 操作系统( 1)单道批处理 操作员将若干个待处理的作业合成一批输入到外存,批处理系统将其中的一个作业调入内存并运行。当作业运行完毕或因错误无法运行时,输出信息,并调入下一个作业运行,直到这一批作业全部处理完毕。 特点:只有一个作业在内存中运行。大大减少了人工操作时间,提高了机器利用率。 缺点:当一个作业发出输入输出请求时,CPU必须等待 I/O完成。利用率低。 2 操作系统 ( 2)多道批处理 多道程序技术:同时将多个作业放入内存,允许交替执行,共享系统中的各种资源,当一道程序因某种原因(如 I/O请求)而暂停执行时, CPU立即转去执行另一个程序。
3、多道批处理系统是引进了多道程序技术的批处理系统。主存中可以同时有多道作业在运行,作业可以随时被调入系统,存放在外存中形成队列。操作系统按一定的原则从作业队列中调入一个或多个作业进入内存运行。 2 操作系统 ( 3)分时操作系统 批处理系统中,用户以脱机方式使用计算机,提交了作业后,即使出现问题,也不能进行干预,直到作业处理结束。如果有错,还得重复该过程,不方便。用户希望以联机方式使用计算机。 分时系统将处理机的运行时间分成很短的时间片,按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。若作业在一个时间片内不能完成其计算,只能暂时中断,把处理机让给另一个作业,等待下一轮时间再继续其运行。由于机器速度很高,轮转地也很快,用户好像独占了计算机。 2 操作系统 ( 4)实时操作系统对外来信息能够以足够快的速度进行处理,并快速作出响应。三 操作系统分类 批处理系统、分时操作系统和实时操作系统是操作系统的三种基本类型。四 操作系统的功能 处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口 4.2 处理机管理一、单道批处理特点: 封闭性: 一次只运行一个程序,独占资源; 可再现性 : 同一程序在同样的数据上运行,运行结果是可再现的; 顺序性 操作按程序规定的顺序执行。