华东理工大学《操作系统》第一章绪论

（a）星型
（b）树型
（c）总线型
（d）环型
（d）网状型
网络结构
配置在网络上的操作系统称之为网络操作系统。网络操 作系统具有网络通信、资源管理、网络服务、网络管理等功 能。 网络通信是网络操作系统最基本的功能。其任务是在原 主机和目标主机之间，实现无差错的数据传输。
网络通信的主要任务：
1.建立和拆除通信链路
1.1 引言
• 1 计算机系统
• • 计算机系统由硬件系统和软件系统两个部分组成。 计算机硬件是各种物理设备的总称，是完成工作 任务的物质基础。按功能分，可以把硬件划分成： CPU、存储器、输入设备以及输出设备。 计算机软件是指程序和与程序相关的文档的集合。 按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。
• 由于计算机的处理速度很快，只要时间片的
间隔取得适当，那么用户就不会感觉到从一个
时间片跨越到另一个时间片之间的“停顿”，
就好像整个系统全由他“独占”使用似的。
• 例如，若时间片为100ms，系统中有10个用 户终端分享CPU，那么每个用户平均响应时间 （即从用完一个时间片到获得下一个时间片所 需的时间间隔）为1s。这1s钟的“停顿”，
终 端
主机
分时系统的思想
• 采用时间片轮的方法，同时为许多终端用户服务，对 每个用户能保证足够快的响应时间，并提供交互会话 的功能。 • 时间片：将CPU的时间划分成若干个片段,称为时间片， 操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务. • 设计目标：对用户的请求及时响应，并在可能条件下 尽量提高系统资源的利用率。
——能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机 的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程， 控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使 得用户能够灵活方便的使用计算机，使整个计算 机系统能高效地运行。
3、操作系统的定义
续
• 从用户角度看，操作系统可以看成为用户 提供良好的界面,是用户与机器的接口; • 用管理者角度看，操作系统也是系统资源 的管理者;
成绩评定：
平时（课堂，作业及上机） 期末论文 70% 30%
计算机操作系统
第一章 操作系统绪论 第二章 用户界面 第三章 进程管理 第四章 处理机调度 第五章 存储管理 第六章 进程与存储管理示例 第七章 WINDOWS进程与存储管理 第八章 文件管理 第九章 设备管理 第十章 文件与设备管理示例
巨型、微型、网络化、智能化几个方向发展
无操作系统的计算机系统
贵 • 手工操作方式 – 用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算 机专业人员； – 编程语言：为机器语言； – 输入输出：纸带或卡片；
1946 年 —58 年代（ 电子管时代）计算机资源昂
1 单道批处理系统
1958年 ~ 1964年代中 （晶体管时代）慢速
•
操作系统在硬件基础上的第一层软件, 是对硬件系 统的第一次扩充。是其他软件和硬件的接口。
物理设备 微程序 机器语言
OS 裸机 (硬件) dos. 应用程序
2 操作系统的地位
硬件
O.S. 编译 编辑 命令 系统软件 解释器
银行系统， 飞机订票
应用程序
硬件、软件 “ 虚拟机 ” 硬件常称为裸机，它的功能即使很强，但它往 往是不方便于用户使用的，功能上相对来说也是有 局限性的。 而软件是在硬件基础之上对硬件的性能加以扩
• 关于作业(只需一个作业本)： 1）封面写上学号班级，每班级按学号排序上 交； 2）上机试验报告格式 买（信息学院 实验报告本子） 题目 1.试验目的 2.试验内容 包括程序源码，写明运行结果并进行分 析。
第一章 操作系统绪论
• • • • • 1.1 操作系统的概念 1.2 操作系统形成的历史 1.3 操作系统的类型 1.4 操作系统的五大功能 附：linux介绍
微机操作系统
（1）MS-DOS （2）Windows操作系统 （3）UNIX操作系统 （4）Linux操作系统
常见OS简介 ( DOS: Disk Operating System )
1. DOS是配置在IBM-PC及兼容机上的磁盘操作系
统。
单用户、单任务
DOS 于1981 年公布以来，其功能不断增强，版 本不断更新DOS 6.22。
用户是完全感觉不出来的。
分时操作系统特点
同时有多个用户使用一台计算机 宏观上：是多个人同时使用一个CPU 微观上：多个人在不同时刻轮流使用 用户根据系统响应结果进一步 CPU 用户感觉不到计算机为其他人服务 提出新请求 (用户直接干预每一步) （OS提供虚机器，各个用户的虚 机器互不干扰） 系统对用户提出的请求及时响应
多道批处理系统 多道程序系统的引入，可以使CPU、内存、各种外设 得以充分的利用。
程A 序B 运 C 行 I/O A
CPU 使用 …. …
…
…….
…
输入输出设备的使用 … …
…
…
操 作
B C
…
时间t
区分：多道/多重/多用户 • 多道是指内存中驻留多个程序，因此，多用 户系统一定是采用多道技术。而多道系统不 一定是多用户系统。 • 多重处理系统一般指多CPU系统。当然，一 个CPU的系统采用分时技术可以为多用户服 务。
自世界上第一台计算机ENIAC 于1946年问世以 来，计算机在运算速度、存储容量、外设功能、元件 工艺及系统结构等方面都有了惊人的发展。通常，人 们按照计算机元件工艺的演变过程，将其发展划分为 四个时代： 电子管时代，晶体管、集成电路、大规模集成电路时代 (46－58) (58－64) (64－74) (70年代中至今)
为什么学习操作系统? • 设计操作系统 或者 修改现有的系统
嵌入式系统(Embedded OS）的使用
• 加深对使用的OS的理解，有利于深入编程
用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道
• 编程时借鉴操作系统的设计思想和算法
操作系统中所用的许多概念和技巧可以推广应用到其他 领域
学习要求：
按时上课，认真听讲 阅读参考书 认真完成作业 上机实践
1.3 操作系统的基本类型：
• （1）批处理操作系统 • （2）分时操作系统 • （3）实时操作系统 • 前述三种操作系统在一般计算机系统中可以同时有两 种以上组合。从而使操作系统具有多种功能和特性， 一般将分时系统、批处理系统及实时系统统称为通用 操作系统。 • （4）个人计算机操作系统 • （5）网络操作系统 • （6）分布式操作系统
充和完善。因而一个裸机在每加上去一层软件后，
就变成了一个功能更强的机器，我们通常把这“新 的更强功能的机器 ” 称之为“虚拟机 ”。
通常就说操作系统为用户提供了一台功能经过扩展了的机 器即―虚拟机” 。
3 操作系统的定义
操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源，合 理组织计算机工作流程以及方便用户使用计算机 的系统软件。
微软OS产品
2. UNIX 及其变种（Linux），多用户、多任务是 从中小型机上移植下来的一个多用户操作系统， 这个操作系统具有许多DOS没有的功能，是最
常用的操作系统之一。
网络操作系统
计算机网络可以定义为一些互连的自主计算机系 统的集合。所谓自主计算机是指计算机具有独立处理 能力；而互连则是表示计算机之间能够实现通信和相 互合作。 计算机网络按结构分：星形网络、树形网络、总线 形网络、环形网络以及网状形网络。如图（见下页） 计算机网络按地域范围又可分为：广域网和局域网。
卡 片 阅 读 机
卡片
磁带机
打 印 机
IBM 1401
IBM 7094
IBM 1401
输入磁带
输出磁带
其管理程序就是现今操作系统的雏形。这个时代的 特点是对一批作业自动进行处理，没有人工交接， 在一个用户作业运行时，仍独占计算机。
缺陷： 因为系统中作业之间仍以串行方式被处理，所以无法继续提高 CPU、内存利用率，为从根本上解决这一问题，人们提到了多 道程序设计技术。
多道批处理操作系统特点
（1）充分利用资源：因为内存中存有多个 作业，使各个资源都处于忙的状态，从而提高了资 源利用率。 （2）系统吞吐量大：因为各种资源均处于 忙状态和作业一个接一个自动切换，使得中间切换 时间少，从而提高了系统的处理能力，增大了系统 吞吐量。
3 分时系统
• 分时系统(Time-Sharing System)的产生
2.传输控制
3.差错检查 4.流量控制 5.路由选择
分布式操作系统
所谓分布式系统，是指由多个分散的处理单元，经互 连网络的连接而形成的系统。其中，每个处理单元既 具有高度自治性，又相互协同，能在系统范围内实现 资源管理、动态的分配任务，并能并行的运行分布式 程序。 分布式操作系统是一个统一的操作系统,系统中每台独 立的计算机没有完全独立的操作系统,共用一个分布式 操作系统,并有它分配任务和调度.
的人工操作与快速的计算机处理能力之间显得很 不协调，出现了所谓的“人–机矛盾”。 单道是指计算机内存中存放有一个作业. 批处理则是辅存中存放有多个作业,计算机系统对 一批作业自动进行处理。一个作业运行结束后，从 辅存再调入下一个作业进行处理。具有联机和脱机 两种方式。
特点：
（1）自动性：在顺利情况下，磁带上的作业可以一个 接一个的运行，无需人工干预。 （2）顺序性：按进入磁带的顺序进入内存。 （3）单道性：内存中仅存一个作业。
2. Windows 是一个具有非常新颖用户界面和多媒体处 理功能的系统。 单用户多任务 a. 图形的用户界 b. 多任务处理功能 c. 硬件独立性
具有
构成完整的操作环境。
从 Windows 3.03.195 、 98 视 窗 / windows NT>Win2000/XP/vista ，不断发展与完善，现在许多 软件都基于 Windows 下开发，如 VB, VC 面向对 象的程序设计。