操作系统
什么是操作系统
什么是操作系统操作系统是一种控制和管理计算机硬件与软件资源的程序集合，它是计算机系统的核心组成部分。
操作系统负责分配和调度计算机的资源，提供用户与计算机硬件之间的接口，以及管理和协调各种应用程序的运行。
一、操作系统的功能1. 资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件资源，包括处理器（CPU）、内存、存储器、输入和输出设备等。
它决定如何分配这些资源，以满足不同应用程序的需求，并提供合理的资源共享机制。
2. 进程管理：操作系统能够控制和管理运行在计算机上的各种进程。
它决定哪些进程可以运行、如何调度进程的执行顺序，以及如何分配进程所需的资源。
通过进程管理，操作系统能够实现多任务的并发执行。
3. 存储管理：操作系统管理计算机的存储器，包括主存储器和辅助存储器（如硬盘、光盘等）。
它负责将程序和数据加载到内存中，并决定它们的存储位置和访问权限。
通过存储管理，操作系统实现了内存的分配和回收，提高了计算机的资源利用率。
4. 文件管理：操作系统负责管理计算机的文件系统，包括文件的创建、读写、删除等操作。
它提供了统一的文件访问接口，使用户能够方便地操作文件，并保证文件的安全性和完整性。
5. 设备管理：操作系统管理计算机的输入和输出设备，包括键盘、鼠标、打印机、显示器等。
它负责将用户的输入传递给应用程序，并将应用程序的输出发送到相应的设备。
通过设备管理，操作系统实现了对各种设备的控制和调度，提高了计算机的效率和可靠性。
二、操作系统的类型1. 批处理操作系统：批处理操作系统是最早出现的操作系统类型，主要用于处理大量的批量作业。
它通过将一组作业按顺序提交给计算机，实现了作业的自动处理。
批处理操作系统具有高效、稳定的特点，适用于需要大量重复计算的应用场景。
2. 分时操作系统：分时操作系统可以同时为多个用户提供服务，并使它们感觉像是独占地使用计算机。
它通过轮流为每个用户分配一定时间片，使用户能够交替地使用计算机。
分时操作系统具有良好的交互性和响应性，适用于多用户、多任务的环境。
什么是操作系统
什么是操作系统，操作系统的基本特性是什么计算机系统由硬件和软件两部分组成。
操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。
操作系统具有并发、共享、虚拟和异步这四个特征1 并发性：是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在但处理及系统中，每时每刻却能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时递交替执行2 共享性：所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用，相应的，把这种资源共同使用称为资源共享3虚拟技术：是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物4异步性：在多道程序环境下允许多个进程并发执行，但只有进程在获得所需的资源后方能执行。
在单处理机环境下，由于系统中只有一台处理机，因为每次只允许一个进程执行，其余进程只能等待。
何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进；b.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；c.必要条件是: 互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。
<3>必备条件：（1）互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排他性使用，即在一段时间内某资源只被一个进程使用。
如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，甚至占有该资源的进程用毕释放。
（2）请求和保持条件：只进程已经至少保持了一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又已被其他进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其他资源保持不放。
（3）不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
（4）环路等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
虚拟存储器的概念和特征:虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。
特征：多次性、对换性、虚拟性；最本质的特征：离散性；最重要的特征：虚拟性。
多次性：多次性是指一个作业被分多次调入内存。
什么是操作系统及其不同类型
什么是操作系统及其不同类型操作系统是一种软件，它管理计算机的硬件和软件资源，为用户和应用程序提供统一的接口。
它是计算机系统的核心组件，负责协调和管理各种任务和资源，以确保计算机系统的正常运行。
一、操作系统的定义和作用操作系统，简称OS，是指一种控制和管理计算机硬件和软件资源的程序集合，它可以有效地管理计算机的硬件设备、处理数据和控制程序运行。
操作系统的主要作用包括：1. 资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件资源，包括处理器、内存、硬盘、网络等，以便合理分配和调度资源的使用。
2. 提供接口：操作系统为用户和应用程序提供了一个统一的接口，使得用户可以通过图形界面或者命令行来操作计算机系统。
3. 进程管理：操作系统负责管理计算机中的各个进程，包括进程的创建、调度、切换、通信等，以确保程序的正确执行。
4. 内存管理：操作系统管理计算机的内存资源，包括内存的分配、回收、页表管理等，以便有效地利用内存空间。
5. 文件系统：操作系统负责管理计算机中的文件和文件系统，包括文件的存储、读写、共享等，以方便用户对文件的管理和访问。
6. 设备驱动：操作系统提供了各种设备的驱动程序，使得计算机可以与外部设备进行通信和控制。
7. 安全保护：操作系统提供了安全机制，包括用户身份验证、权限控制、病毒防护等，以保护计算机和数据的安全。
二、操作系统的不同类型根据功能和使用方式的不同，操作系统可以分为以下几种类型：1. 批处理操作系统：批处理操作系统主要用于批处理作业的处理，它会按照事先设定的顺序自动执行一系列的作业，无需人工干预。
这种操作系统多用于大型机和超级计算机等环境中，用于高效地处理大量的批处理任务。
2. 分时操作系统：分时操作系统是一种能够同时为多个用户提供服务的操作系统。
它通过快速地切换和分配处理器时间片，使得多个用户可以共享计算机系统的资源，实现多任务的并发执行。
这种操作系统多用于多用户的计算机系统中，如服务器和主机等。
25款操作系统介绍
25款操作系统介绍操作系统是计算机系统中最为核心的软件之一，它负责管理计算机硬件和软件资源，为用户提供良好的计算环境。
随着科技的不断进步和发展，现如今市面上存在着多种不同类型的操作系统。
本文将为大家介绍25款常见的操作系统，以期帮助读者更好地了解各种操作系统的特点和功能。
1. Windows操作系统Windows操作系统是由微软公司开发的一款广泛应用的操作系统。
它以其易用性和广泛的兼容性而受到许多用户的欢迎。
Windows操作系统具有友好的用户界面和丰富的应用程序，适用于各种个人和商业用途。
2. macOS操作系统macOS是苹果公司的操作系统，用于苹果的Mac系列计算机。
它以其稳定性和安全性而闻名，为用户提供了流畅的用户体验和卓越的设计。
macOS还与其他苹果设备无缝衔接，提供了强大的生态系统。
3. Linux操作系统Linux操作系统是一种开源操作系统，它具有高度的自定义性和灵活性。
它被广泛用于服务器和嵌入式设备，以及科学研究和开发领域。
Linux操作系统有许多不同的发行版，如Ubuntu、Red Hat和Fedora等。
4. Android操作系统Android是谷歌公司开发的移动设备操作系统，目前在智能手机和平板电脑市场占据着主导地位。
Android操作系统具有丰富的应用程序和个性化设置，为用户提供强大的移动计算能力。
5. iOS操作系统iOS是苹果公司专为其移动设备开发的操作系统，包括iPhone、iPad和iPod touch。
iOS操作系统以其流畅的用户界面和丰富的应用程序生态系统而受到用户的喜爱。
6. Windows Phone操作系统Windows Phone是微软公司开发的移动设备操作系统，但目前市场份额有限。
它提供了简洁的用户界面和微软生态系统的一体化体验。
7. BlackBerry操作系统BlackBerry操作系统由加拿大的BlackBerry公司开发，是一种专为商务用户设计的移动设备操作系统。
操作系统(os)
操பைடு நூலகம்系统的定义
操作系统的发展历史 操作系统的分类
操作系统的主要功能
操作系统定义
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 .
操作系统的发展历史
设备管理
设备管理是操作系统中用户与外部设备之间 的接口，是对计算机系统中除了CPU和内存 以外的所有输入、输出设备的管理。
需要了解的的小知识
1)操作系统与位
2)操作系统与CPU的协调 3）寻址空间
一般来讲32位的CPU对于我们来讲是最理 性的CPU，对但是2的32次方(4G左右 )很 显然32位CPU只有4G左右的内存寻址空间， 对于一些服务器来讲4G的内存的远远不够 的了。我们需要更加大的内存寻址空间的 话就需要对CPU进升级。64位CPU就这样 诞生了。64位CPU的内存寻址空间是多少。 2的64次方（理论上）。
操作系统的主要功能
操作系统的主要功能是管理计算机系统中的
各种资源，主要体现为4大管理： 进程与处理机管理 存储管理 文件管理 设备管理
进程与处理机管理
进程管理是操作系统中最重要的管理，处 理机（CPU）管理主要归结为进程管理。 一个程序等待某一事件而不能运行下去， 就把处理机占用权转交给另一个可运行程序， 或者，当出现了一个比当前运行的程序更重 要的可运行程序时，后者应抢占CPU。提高 CPU利用率.
Linux
Linux是目前全球最大的一个自由软件，它 是一个可与UNIX和Windows相媲美的操作 系统，具有完备的网络功能。Linux最初由 芬兰人Linus Torvalds开发，其源程序在 Internet网上公布以后，引起了全球电脑爱 好者的开发热情，许多人下载该源程序并按 自己的意愿完善某一方面的功能，再发回到 网上，Linux也因此被雕琢成为一个全球最 稳定的、最有发展前景的操作系统。
什么是操作系统列举几种常见的操作系统
什么是操作系统列举几种常见的操作系统操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分，它是一种软件，负责管理和控制计算机的硬件资源，并提供给用户和应用程序使用。
操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备驱动程序管理等。
下面将介绍几种常见的操作系统。
一、Windows操作系统Windows操作系统是由微软公司开发和推出的一种广泛使用的操作系统。
目前最新的版本是Windows 10。
Windows操作系统以其用户友好的界面和丰富的应用程序支持而闻名，广泛应用于个人电脑和商业用途。
它提供了丰富的功能和易用的操作界面，适用于不同类型的用户。
Windows操作系统也具备良好的兼容性，可以运行各种软件和硬件设备。
二、Linux操作系统Linux是一种开源的操作系统，由林纳斯·托瓦兹领导的开发团队开发。
Linux以其稳定性、安全性和灵活性而闻名。
它是基于UNIX的操作系统，适用于服务器、嵌入式设备和个人电脑等各种平台。
Linux操作系统具有高度的自定义性，用户可以根据自己的需求进行定制和配置。
此外，Linux还拥有强大的命令行界面和丰富的开源软件库，为开发者和技术爱好者提供了良好的支持。
三、macOS操作系统macOS是由苹果公司开发的操作系统，专门用于苹果电脑系列，如MacBook和iMac。
macOS以其优雅的界面设计和稳定性而受到用户的喜爱。
它提供了许多独特的功能，如Spotlight搜索、Time Machine备份和iCloud云存储等。
macOS还与其他苹果设备无缝集成，使得用户可以在不同设备上轻松同步和共享数据。
四、Android操作系统Android是一种广泛用于移动设备的操作系统，由Google公司开发和推出。
Android操作系统是开源的，它被广泛应用于智能手机、平板电脑和智能电视等设备。
Android操作系统提供了丰富的应用程序和服务，用户可以通过Google Play商店下载各种应用程序。
名词解释 操作系统
名词解释操作系统
操作系统（英语：Operating System，缩写：OS）是一组主管并控制计算机操作、运用和运行硬件、软件资源和提供公共服务来组织用户交互的相互关联的系统软件程序。
根据运行的环境，操作系统可以分为桌面操作系统，手机操作系统，服务器操作系统，嵌入式操作系统等。
操作系统是人与计算机之间的接口，也是计算机的灵魂。
在计算机中，操作系统是其最基本也是最为重要的基础性系统软件。
从计算机用户的角度来说，计算机操作系统体现为其提供的各项服务；从程序员的角度来说，其主要是指用户登录的界面或者接口；如果从设计人员的角度来说，就是指各式各样模块和单元之间的联系。
事实上，全新操作系统的设计和改良的关键工作就是对体系结构的设计，经过几十年以来的发展，计算机操作系统已经由一开始的简单控制循环体发展成为较为复杂的分布式操作系统，再加上计算机用户需求的愈发多样化，计算机操作系统已经成为既复杂而又庞大的计算机软件系统之一。
计算机主要有哪些操作系统
计算机主要有哪些操作系统操作系统是计算机硬件和软件之间的桥梁，具有管理和控制计算机资源的重要功能。
在现代计算机技术中，有许多不同的操作系统，每个操作系统都有其独特的特点和用途。
下面将介绍一些主要的计算机操作系统。
1. Windows操作系统Windows操作系统是由微软公司开发和推出的，广泛应用于个人计算机(PC)上。
它提供了友好的图形用户界面(GUI)和丰富的功能，适用于各种应用程序和游戏。
Windows操作系统有不同版本，如Windows 10、Windows 8、Windows 7等，每个版本都有其独特的特性和改进。
2. macOS操作系统macOS操作系统是苹果公司开发的操作系统，主要用于苹果Mac 系列电脑。
与Windows操作系统不同，macOS操作系统注重用户体验和设计感，并强调稳定性和安全性。
其特色包括直观的界面、内置的创意工具和流畅的性能。
3. Linux操作系统Linux操作系统是一种自由开放源代码的操作系统，由全球的开发者共同创造和维护。
Linux操作系统具有高度的可定制性和灵活性，适用于各种设备和场景，包括个人电脑、服务器、超级计算机等。
它也是许多其他操作系统的基础，如Android操作系统就是基于Linux核心开发的。
4. Android操作系统Android操作系统是由Google推出的移动设备操作系统，广泛应用于智能手机、平板电脑和其他便携式设备。
它基于Linux操作系统，并提供了丰富的应用生态系统，用户可以通过Google Play商店下载和安装各种应用程序。
5. iOS操作系统iOS操作系统是苹果公司专门为其移动设备开发的操作系统，主要用于iPhone、iPad和iPod Touch等设备。
iOS操作系统强调安全性和性能，提供了用户友好的界面和丰富的应用程序。
与Android操作系统相比，iOS操作系统更加封闭，只能通过App Store下载和安装应用程序。
除了以上的几个主要操作系统外，还有许多其他操作系统，如UNIX、FreeBSD、Solaris等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
程序接口
又称系统调用
1.5 OS结构设计
传统的操作系统结构
客户/服务器模式
面向对象的程序设计
微内核OS结构
1.5.1 传统的操作系统结构
• 无结构OS
• 模块化结构OS • 分层式结构OS
1. 无结构操作系统
• 在早期开发操作系统时，设计者只是把他
的注意力放在功能的实现和获得高的效率
软件：用于提供系统所需的功能和灵活性 硬件 = （处理器、ASIC、存储器…） 用于提供所需的性能以及部分安全机制
专用门阵列
处理器核
模拟I/O 存储器
嵌入式操作系统应用领域
• 有线电视机顶盒领域，PowerTV • 移动通信领域，EPOC
• 掌上计算机领域，Palm OS
• 数字影像领域， Digita
3.单道批处理系统
单道批处理系统的特征： 自动性 顺序性 单道性
1.2.3 多道批处理系统
1. 多道程序设计的基本概念 用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一 个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程 序按一定的算法从后备队列中选择 若干个 作业调 入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。
早期的计算机
1.2.2
早期批处理
批处理：操作员把用户提交的作业分类，把 一批中的作业编成一个作业执行序列。每一 批作业将有专门编制的监督程序(monitor)自 动依次处理。
1. 联机批处理 优点：解决了作业自动转接 缺点：串行工作。浪费cpu时间。 2. 脱机批处理
2. 脱机批处理
输入设备 外围机 磁盘
1.并发性
• 操作系统具有并发性的前提： –引入进程：资源分配的基本单位
–引入线程:独立运行的独立调度的基本单位
2.共享性
• 资源共享是指系统中的硬件和软件资源不再为 某个程序所独占，而是供多个用户共同使用。 • 并发和共享是操作系统两个最基本的特征，这 两者之间又是互为存在条件的。 • 实现资源的共享的方式
5. 操作系统的定义
• 是一个系统软件，管理和控制计算机 系统中的硬件及软件资源，合理地组 织计算机工作流程，为用户和计算机 之间提供良好的接口。
1.2
操作系统的发展过程
• 1946年—50年代末（每秒数千次）
第一代，电子管时代，无操作系统。
• 50年代末—60年代中期
第二代，晶体管时代，单道批处理系统。
要求
• 课堂纪律：
– 不迟到、不睡觉、不私下说话、不开手机 – 不看其他科目书籍，否则等同于旷课 – 提高课堂学习效率
• 作业：
– 16开本的作业本 – 不许抄袭 – 抄袭作业等同不交作业
第一章 操作系统引论
本章重点
* * *
操作系统的定义 操作系统的种类及特点 操作系统的基本特征
1. 操作系统的目标与作用
(1) 分布具有各个计算机间相互通讯， 无主从关系；网络有主从关系 (2) 分布式系统资源为所有用户共享； 而网络有限制地共享 (3)分布式操作系统对用户是透明的。
嵌入式操作系统
嵌入式系统： 在各种设备、装置或系统中，完成特定功 能的软硬件系统。 嵌入式操作系统： 在嵌入式系统中的OS。
2）嵌入式系统
Unix系列：如FreeBSD
网络操作系统
用户应用程序
单机
操作系统
网络服务
应用程序
通信软件 （协议支持）
通信软件 （协议支持）
图1－8 局域网操作系统的结构
分布式操作系统
通过通信网络将物理上分布的具有自 治功能的数据计算机系统互联起来，实现 信息交换和资源共享，协作完成任务。
网络和分布式的区别
–空分复用技术(SDM，Space Division Multiplexing)
• 虚拟磁盘技术：一台硬盘虚拟为多台虚拟磁盘
• 虚拟存储器技术：使内存分时复用
4.异步性(Asynchronism)
进程以人们不可预知的速度向前推进，即称为进程的异步性
1.4 操作系统的主要功能
• 处理机管理
• 存储管理
1946
50年代中
60年代中
70年代中 微机os,多处理机os, 网络os,分布式os
1.2.1 手工操作阶段
用户直接用机器语言编制程序，并在上机时 独占全部计算机资源。上机完全是手工操作：先 把程序纸带(或卡片)装上输入机，然后启动输入 机把程序和数据送入计算机，接着通过控制台开 关启动程序运行。计算完毕，打印机输出计算结 果，用户取走并卸下纸带(或卡片)。 存在问题： （1）资源独占 （2）串行工作 （3）人工干预
分层结构的优缺点
• 提高资源的利用率
• 提高系统的吞吐量
•
方便性
•
可扩充性
•增加新的功能和模块 •修改老的功能和模块
•
开放性（OSI国际标准）
4. 操作系统的作用
•
OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
• •
OS作为计算机系统资源的管理者 OS统的作用
•OS用作扩充机器，即虚拟机（或扩展机）
• 60年代中期—70年代中期（360机）
第三代，集成电路时代，多道程序设计。
• 70年代中期至今
第四代，大规模和超大规模集成电路时代，分时系统。
电子管时代 无操作系统
晶体管时代 批处理操作系统
单道批处理系统
集成电路时代 多道程序设计
多道程序批处理系统 大规模集成电路时代 多道程序的分时系统、实时系统 分时系统
1.3
操作系统的基本特征
• 并发性（与并行性区别） • 共享性（sharing) • 虚拟性
• 异步性
1.并发性
• 并行性
–指两个或多个事件在同一时刻发生。
• 并发性
–指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 –在单处理机系统中，宏观上并行，微观上交替 执行。
–在多处理机系统中，多道程序并行执行，但对 于每一个处理机，程序的执行仍是并发的。
引言
课程特点：概念多、原理性强、较抽象 课程学习目的：基础核心课、有利于计算机 系统的理解和软件开发、计算机专业考研课 之一 课程学习方法：知识性（需记忆、抓重 点）、技能性（需训练、抓特点）、思路 课程学习难点：概念、原理、算法、数据 结构
目 录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 操作系统引论 进程管理 处理机调度与死锁 存储器管理 设备管理 文件管理 操作系统接口 网络操作系统 系统安全性 UNIX系统内核结构
计算机操作系统
Computer Operating System
主讲教师：李凌云 Email：lily200499@
课堂派：/ 邀请码：4GSB8G
2016年6月23日
1
参考书籍
• Operating System Internals and Design Principles, William Stallings, TsingHua University Press. • 孙钟秀. 《操作系统教程》(第3版)，高等教育出版社。 • 汤子瀛、汤小丹 • 张尧学。《计算机操作系统教程》（第4版，清华大学 出版社） • 曾平，曾林.《操作系统习题与解析》(第3版)，清华 大学出版社，2006。 • 邮箱：mess08@ 密：123456 • 课程网站：
1.2.4 分时系统
1. 产生的背景（应用需求）
人－机交互、共享主机、便于用户上机
2. 分时系统的基本思想
分时系统一般采用时间片轮转的方式，使 一台计算机为多个终端用户服务。
分时系统：在一台主机上连接了多个带有显示 器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自 己的终端，以交互方式使用计算机，共享主 机中的资源。
3.设备管理
缓冲管理：cpu和i/o设备之间的矛盾
设备分配
设备处理：
设备处理程序即为设备驱动程序，其任务是实现
CPU与设备控制器之间的通信。
4.文件管理
• 文件存储空间的管理 • 目录管理 • 文件读、写管理 • 文件保护
5.用户接口
命令接口
联机命令接口
脱机命令接口（批处理用户接口） 图形用户接口
实时系统的分类
根据对截止时间的要求分类：
• 硬实时系统
• 软实时系统 根据任务执行时是否呈现周期性划分： • 周期性实时任务 • 非周期性实时任务
实时系统与分时系统的特征比较
多路性
独立性
及时性
交互性
可靠性（多级容错措施 ）
1.2.6 微机操作系统的发展
单用户单任务操作系统
1.计算机系统的组成 硬件系统（裸机）：CPU、存储器（主存、 辅存）、I/O、I/O控制系统
软件系统：系统软件、应用软件
系统软件：管理计算机本身的操作。如操作 系统、编译„. 应用软件：如，科学计算、事物管理
2.计算机系统的层次结构
图 1.1 操作系统与硬件软件的关系
3. 操作系统的目标
•
有效性
运行。 • 特点：及时响应，高可靠性。
实时系统的分类
根据应用领域不同分类：
• 实时控制系统
–是指以计算机为中心的生产过程控制系统，又称 计算机控制系统。 –如：钢铁冶炼和钢板轧制的自动控制、炼油、化 工生产过程的自动控制,军事控制等。
• 实时信息处理系统
–例如：银行，机票订购系统 –股市行情实时信息处理系统
终 端
主机
分时系统示意图
分时系统的特征
• 多路性
宏观上并行，微观上串行
• 独立性（独占性）
• 及时性
• 交互性
1.2.5 实时系统
• “实时”，是表示“及时”，而实时系统
(Real-Time System)是指系统能及时响应外