第1章 操作系统概论
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操作系统课件 第1章 操作系统概论
1.1.1 操作系统的地位和作用
1.地位 ➢ 计算机系统由硬件和软件组成 ➢ 操作系统在硬件基础上的第一层软件 ➢ 是其他软件和硬件之间的接口
OS
操作系统和软硬件的层次关系图
应用软件设计者
各种应用软件 编译软件等 操作系统
裸机
系统软件设计者 操作系统设计者
OS
1.1.1 操作系统的地位和作用
2.作用 ➢ 从一般用户的观点
第一章 操作系统概论
➢1.1 操作系统概念 ➢1.2 操作系统的形成和发展 ➢1.3 操作系统的分类 ➢1.4 操作系统的结构设计 ➢1.5 Linux操作系统简介
1.1 操作系统概念
➢ 1.1.1 操作系统的地位和作用 ➢ 1.1.2 操作系统的定义 ➢ 1.1.3 操作系统的功能 ➢ 1.1.4 操作系统的特性 ➢ 1.1.5 操作系统的性能
软件范筹，开放性接口都已作为一种明 确的或实际的行业标准广泛应用在公开 OS 发行的文档中。
1.1 操作系统概念
➢ 1.1.1 操作系统的地位和作用 ➢ 1.1.2 操作系统的定义 ➢ 1.1.3 操作系统的功能 ➢ 1.1.4 操作系统的特性 ➢ 1.1.5 操作系统的性能
1.1.2 操作系统的定义
1.1.3 操作系统的功能（续）
5.网络管理
网络管理的主要功能包括： （1）网上资源管理功能。计算机网络的主要目的之一是共享 资源，网络操作系统应实现网上资源的共享，管理用户对资源 的访问，保证信息资源的安全性和完整性。 （2）数据通信管理功能。计算机联网后，结点之间可以互相 传送数据，按照通信协议的规定，完成网络上计算机之间的信 息传送。 （3）网络管理功能。包括：故障管理、安全管理、性能管理、 配置管理等。
《操作系统原理与实践教程(第二版)》第1章：操作系统概论
1.1.3 操作系统的功能
(1) 内存分配
内存分配指的是为每道程序分配合适的内存空间，使其能在 运行期间将运行所需数据放置在内存指定区域，以保证CPU 能够顺利地获取指令并存取指定数据。 分配内存空间时应尽量提高内存空间的利用率，减少不可用 内存空间。此外还应能响应正在运行的程序发出的动态空间 申请，以便满足新增指令和数据对新空间的需求。 内存分配通常采用的方式有动态和静态两种方式。静态分配 方式指的是程序在装入内存时需要估计所需空间，一旦进入 内存开始运行，就不能再申请新的空间，也不能将该程序所 占空间“搬运”到其它位置。动态分配方式指的是尽管程序 装入内存时申请了一定的空间，但在程序运行期间还可以为 运行过程中所需的新的程序和数据再申请额外的空间，以满 足程序空间动态增长的需要。
有效性指的是OS应能有效地提高系统资源利用率和系统吞 吐量。 方便性指的是配置了OS后的计算机应该更容易使用。 这两个性有效和方便的特性是操作系统最重要的设计目标。 开放性指的是OS应遵循世界标准规范。 可扩展性指的是要提供对系统软硬件组成以及功能的扩充保 证。
1.1.5 操作系统的性能指标
操作系统性能的优劣显著地影响用户工作的效率 和成本，而衡量其性能优劣的指标有系统吞吐量、 资源利用率、响应速度等。
1.1.3 操作系统的功能
现代操作系统的主要任务就是维护一个优良的运 行环境，以便多道程序能够有序地、高效地获得 执行，而在运行的同时，还要尽可能地提高资源 利用率和系统响应速度，并保证用户操作的方便 性。 操作系统的基本功能
处理器管理 存储器管理 设备管理 文件管理。 友好的人机接口
1.1.3 操作系统的功能
1.1.3 操作系统的功能
(4) 虚拟设备
通过SPOOLing虚拟技术实现，该技术可将一台物 理设备虚拟为多台逻辑设备，每个用户使用一台逻 辑设备，即将独占的物理I/O设备交由多个用户共 享使用。 这种方法能够大大提高I/O速度，改善设备利用率， 对每个用户而言也感觉自身具有一台独享的物理设 备，改善了用户请求的响应感受。
操作系统概论自考提纲
操作系统复习提纲第1章引论1.计算机系统组成硬件：中央处理器，存储器（主存和辅存），输入输出控制系统和各种输入输出设备构成软件：系统软件，支撑软件和应用软件。
2.操作系统的功能/本质从资源管理的观点出发，操作系统功能可分为：处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理。
此外，操作系统还为用户提供了两类使用接口：程序员接口-“系统功能调用”和操作员接口-“操作控制命令”。
3.按照操作系统提供的服务，大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、微机操作系统、嵌入式操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
其中批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统是基本的操作系统。
①批处理操作系统按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。
又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。
单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。
批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率。
②分时操作系统，这种系统中，一个计算机系统与许多终端设备连接，分时系统支持多个终端用户，同时以交互方式使用计算机系统，为用户在测试、修改和控制程序执行方面提供了灵活性。
分时系统的主要特点是同时性、独立性、及时性和交互性。
③实时操作系统能使计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并在严格的规定时间内完成处理，且给出反馈信号。
它是较少有人为干预的监督和控制系统。
实时系统对可靠性和安全性要求极高，不强求系统资源的利用率。
4.Unix，Linux特点Unix：通用的交互式分时操作系统。
特点：①短小精悍。
②具有可装卸的多层次文件系统。
③可移植性好。
④网络通信功能强。
Unix是目前惟一可以安装和运行在从微机、工作站、大型机到巨型机上的操作系统。
第1讲 操作系统概论
（3）进程通信 多个进程在活动过程中彼此间会发生相互依赖或者相互制约 的关系。为保证系统中所有进程都能正常活动，就必须设置进程 同步机制，它分为同步方式和互斥方式。相互合作的进程之间往 往需要交换信息，为此系统要提供通信机制。
第1章：操作系统概论
3．设备管理功能 设备管理的主要功能包括：缓冲区管理、设备分配、设备驱
第1章：操作系统概论
早期的批处理分为联机批处理和脱机批 处理两种类型 ：
（1）联机批处理 在这种系统中，操作员有选择地把若干 作业合为一批，由监督程序先把它们输入 到磁带上，之后在监督程序的控制下，使 这批作业能一个接一个地连续执行。即： 第一个作业全部完成之后，监督程序又自 动调入该批的第二个作业，并重复此过程， 直至该批作业全部完成，再把下一批作业 输入到磁带上。在这样的系统中，作业处 理是成批进行的，并且在内存中总是只保 留一道作业（故名单道批处理）。同时作 业的输入、调入内存以及结果输出都在 CPU直接控制下进行。
返回到本节
第1章：操作系统概论
操作系统的发展和计算机的组成与体系结 构相关，经历了四个发展阶段。 1946年～50年代末：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，批处理系统。 60年代中期～70年代中期：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。现代计算机正向着 巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几 个方面发展。
第1章：操作系统概论
计算机系统的层次关系如图1-1所示。
用户1
用户2
用户n
……
各种应用程序软件 编辑器、编译器等系统软件
操作系统 裸机
图1-1 计算机系统的层次关系
第1章：操作系统概论
3．设备管理功能 设备管理的主要功能包括：缓冲区管理、设备分配、设备驱
第1章：操作系统概论
早期的批处理分为联机批处理和脱机批 处理两种类型 ：
（1）联机批处理 在这种系统中，操作员有选择地把若干 作业合为一批，由监督程序先把它们输入 到磁带上，之后在监督程序的控制下，使 这批作业能一个接一个地连续执行。即： 第一个作业全部完成之后，监督程序又自 动调入该批的第二个作业，并重复此过程， 直至该批作业全部完成，再把下一批作业 输入到磁带上。在这样的系统中，作业处 理是成批进行的，并且在内存中总是只保 留一道作业（故名单道批处理）。同时作 业的输入、调入内存以及结果输出都在 CPU直接控制下进行。
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第1章：操作系统概论
操作系统的发展和计算机的组成与体系结 构相关，经历了四个发展阶段。 1946年～50年代末：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，批处理系统。 60年代中期～70年代中期：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。现代计算机正向着 巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几 个方面发展。
第1章：操作系统概论
计算机系统的层次关系如图1-1所示。
用户1
用户2
用户n
……
各种应用程序软件 编辑器、编译器等系统软件
操作系统 裸机
图1-1 计算机系统的层次关系
操作系统概论
第一章操作系统概论一、本章要求熟练掌握的内容1、操作系统的定义：计算机操作系统是与计算机硬件紧密相关的一层系统软件，由一整套分层次的控制程序（模块）组成，统一管理计算机系统的所有资源，包括处理器、存储器、输入输出设备以及其它系统软件、应用程序和数据文件等。
操作系统合理地组织计算机系统工作流程，有效地利用计算机系统资源为用户提供一个功能强大、界面良好、使用方便的工作环境，让用户无需了解硬件细节，而是直接利用逻辑命令就能灵活方便地使用计算机。
操作系统为计算机软硬件功能的进一步扩展提供了一个支撑平台。
2、操作系统的特性：操作系统具备了程序并发、资源共享和独立随机可访问三大特征。
（1）程序的并发：在操作系统中，我们把一个功能上独立的程序的一次执行称为一个进程，每一个进程都需要占用一部分系统资源，包括占用处理器时间、内存、输入输出设备等。
若某一段时间内同时有两个或两个以上进程在运行，则称为“程序的并发”。
（2）资源共享：资源的共享是指计算机的软硬件资源为多个拥有授权的用户或程序所共用，以提高这些资源的利用率。
（3）独立随机可访问：在多任务环境下执行的每一个进程在逻辑上具有独立性和随机性。
如果有充分的资源保障，每一个进程都会独立的完成并且其执行速度与其它进程无关，进程执行的起始和结束时间也是独立的并且是随机发生的。
这种独立和随机性形成了对操作系统的客观要求，即必须具备同时处理多个随机并发进程的能力，操作系统的系统管理程序要保证对资源的访问的独立性和随机性。
3、操作系统的功能：（1）处理机管理：处理机管理是操作系统最主要任务之一，其主要功能是对中央处理机的使用进行调度分配，最大限度地提高它的处理能力。
操作系统通过对进程的管理实现对处理机的管理，包括进程创建、进程执行、进程通信、进程撤销、进程等待和进程优先级控制等。
（2）存储管理：存储管理指对内存及其扩展空间的管理。
由于内存资源的紧缺性，存储管理的目标是为程序设计者提供方便、安全和足够的存储空间。
第1章 操作系统概论
第二十四页，共41页。
1.2.5.5 分布式操作系统 分布式系统的主要特点是：各节点的自治
性；资源共享的透明性；各节点间的协同性； 系统的坚定性。 在分布式系统中使用的操作系统是分布式 操作系统。分布式操作系统的主要特点是：系 统状态的不精确性 、 控制结构的复杂性 、 通信开销引起性能下降。
第十八页，共41页。
(2) 程序接口。程序接口是用户获取操作系统服务的 唯一途径。程序接口由一组系统调用组成。每一个系 统调用都是一个完成特定功能的子程序
(3) 图形接口。图形接口不需要记忆命令，图形接口的
目标是对出现在屏幕上的对象直接进行操作，以控制和 操纵程序的运行。这种图形用户接口大大减免用户记忆 的工作量，受到用户的欢迎。图形用户接口的主要构件 是：窗口、菜单和对话框。
第二页，共41页。
本章要点
操作系统的定义 掌握操作系统的特征 操作系统的功能 操作系统的类型 操作系统结构
第三页，共41页。
1. 1 操作系统的形成与发展
1.1.1 人工操作方式
计算机诞生初期并没有操作系统，人们采用手工操作
方式使用计算机,信息的输入／输出由人工在联机状态下进
行。首先程序员将事先穿孔的纸带（或卡片）装入纸带输
A I/O
B I/O
t t1
A A I/O
t3
t4
单道程序工作过程
B B I/O
t5
CPU
A
A I/O
B I/O t
B
A
B
t1
t2 t3
t4 t5
多道程序执行过程
第九页，共41页。
1. 2 操作系统的基本概念
计算机系统中的各种程序、数据和各种硬件设备统称
为计算机系统中的资源 。由谁来管理计算机系统中的资
1.2.5.5 分布式操作系统 分布式系统的主要特点是：各节点的自治
性；资源共享的透明性；各节点间的协同性； 系统的坚定性。 在分布式系统中使用的操作系统是分布式 操作系统。分布式操作系统的主要特点是：系 统状态的不精确性 、 控制结构的复杂性 、 通信开销引起性能下降。
第十八页，共41页。
(2) 程序接口。程序接口是用户获取操作系统服务的 唯一途径。程序接口由一组系统调用组成。每一个系 统调用都是一个完成特定功能的子程序
(3) 图形接口。图形接口不需要记忆命令，图形接口的
目标是对出现在屏幕上的对象直接进行操作，以控制和 操纵程序的运行。这种图形用户接口大大减免用户记忆 的工作量，受到用户的欢迎。图形用户接口的主要构件 是：窗口、菜单和对话框。
第二页，共41页。
本章要点
操作系统的定义 掌握操作系统的特征 操作系统的功能 操作系统的类型 操作系统结构
第三页，共41页。
1. 1 操作系统的形成与发展
1.1.1 人工操作方式
计算机诞生初期并没有操作系统，人们采用手工操作
方式使用计算机,信息的输入／输出由人工在联机状态下进
行。首先程序员将事先穿孔的纸带（或卡片）装入纸带输
A I/O
B I/O
t t1
A A I/O
t3
t4
单道程序工作过程
B B I/O
t5
CPU
A
A I/O
B I/O t
B
A
B
t1
t2 t3
t4 t5
多道程序执行过程
第九页，共41页。
1. 2 操作系统的基本概念
计算机系统中的各种程序、数据和各种硬件设备统称
为计算机系统中的资源 。由谁来管理计算机系统中的资
操作系统概论精品PPT课件
(3) 当I/O操作完成(或出错)时，通道以中断方式中断 CPU正在执行的程序，请求CPU的处理
多道程序设计原理
第一章 操作系统概论
图 1.4 多道程序运行概念图
①
作 业 程 序A
③ I/O请求 ② 读/写数据 ⑦
主存缓冲区 ④
数据 通 道
磁带
作 业 程 序B ⑥
⑤ I/O结 束 中 断
主存
第一章 操作系统概论
B程序的执行顺序是：在设备DEV2上执行10秒、在CPU 上执行10秒、在设备DEV1上执行5秒、在CPU上执行5秒、 在设备DEV2上执行10秒，共需要40秒时间。
计算在顺序环境下，CPU、设备DEV1和DEV2的利 用率分别是多少？在并发环境下， CPU、设备 DEV1和DEV2的利用率分别是多少？
的程序， 它们二者相互依赖、相互促进 、 共同发展。
裸机（硬件）是僵尸，软件是幽灵.
第一章 操作系统概论
1.1 什么是操作系统
三、在计算机系统中必须配备操作系统的目标
方便用户 提高计算机系统资源的使用效率
1.1 什么是操作系统
第一章 操作系统概论
操作系统是控制和管理计算机系统的硬件 和软件资源、合理地组织计算机工作流程 及方便用户使用的程序和数据的集合。
第一章 操作系统概论
1.1 什么是操作系统 1.2 多道程序设计的概念 1.3 操作系统的功能和主要特征 1.4 操作系统的结构 1.5 操作系统的分类
1.1 什么是操作系统
一、计算机系统组成
第一章 操作系统概论
中央处理机（CPU）
内存
I/O设备（键盘、显示器、打字机、鼠标）
外部设备
存储设备（硬盘、软盘、光盘、磁带）
多道程序设计原理
第一章 操作系统概论
图 1.4 多道程序运行概念图
①
作 业 程 序A
③ I/O请求 ② 读/写数据 ⑦
主存缓冲区 ④
数据 通 道
磁带
作 业 程 序B ⑥
⑤ I/O结 束 中 断
主存
第一章 操作系统概论
B程序的执行顺序是：在设备DEV2上执行10秒、在CPU 上执行10秒、在设备DEV1上执行5秒、在CPU上执行5秒、 在设备DEV2上执行10秒，共需要40秒时间。
计算在顺序环境下，CPU、设备DEV1和DEV2的利 用率分别是多少？在并发环境下， CPU、设备 DEV1和DEV2的利用率分别是多少？
的程序， 它们二者相互依赖、相互促进 、 共同发展。
裸机（硬件）是僵尸，软件是幽灵.
第一章 操作系统概论
1.1 什么是操作系统
三、在计算机系统中必须配备操作系统的目标
方便用户 提高计算机系统资源的使用效率
1.1 什么是操作系统
第一章 操作系统概论
操作系统是控制和管理计算机系统的硬件 和软件资源、合理地组织计算机工作流程 及方便用户使用的程序和数据的集合。
第一章 操作系统概论
1.1 什么是操作系统 1.2 多道程序设计的概念 1.3 操作系统的功能和主要特征 1.4 操作系统的结构 1.5 操作系统的分类
1.1 什么是操作系统
一、计算机系统组成
第一章 操作系统概论
中央处理机（CPU）
内存
I/O设备（键盘、显示器、打字机、鼠标）
外部设备
存储设备（硬盘、软盘、光盘、磁带）
第1章操作系统概论
分时技术示意图
假设系统中有4个联机用户，按如下方式排列：
时间片 运行
用户1
用户2
用户3
用户4
1 用户1
用户2
用户3
用户4
2 用户2
用户3
用户4
用户1
3 用户3
用户4
用户1
用户2
4 用户4
用户1
用户2
用户3
5 用户1
用户2
用户3
用户4
分时操作系统
在操作系统中采用分时技术就形成了分时操 作系统。
操作系统 裸机
……
虚拟机
裸机：没有配置软件的计算机。 虚拟机：覆盖了软件的机器称为虚拟机
或扩展机。 每当人们在计算机系统上覆盖了一层软
件，系统功能便增强了。
配置操作系统的主要目标
提供用户与计算机之间的接口，使计算机 更易于使用；
有效地控制和管理计算机系统中的各种资 源，使之得到更有效的利用；
单处理机系统中多道程序运行特点
多道：计算机内存中同时存放多道相互 独立的程序。
宏观上并行：同时进入系统的多道程序 都处于运行过程中，即它们先后开始了 各自的运行，但都未运行完毕。
微观上串行：内存中的多道程序轮流占 有 CPU，交替执行。
多道批处理系统需要解决的问题
处理机管理：如何分配回收处理机 内存管理：内存分配回收，信息保护 设备管理：设备分配回收、缓冲管理 文件管理：文件存储、共享保护及检索 作业管理：作业合理搭配（如CPU型与I/O型）
操作系统课程概述
操作系统课程介绍的内容 课程考试方式及成绩计算
闭卷考试 平时成绩30%，由作业及课堂测试构成 期末考试成绩70%
第1章 操作系统绪论
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A)进程在某一时刻需要显示图像信息 B)进程申请使用计算机的声卡 C)操作系统维护着系统的时钟 D)操作系统内核进行进程切换
四级网络工- 1程8 -师
01 考点1：OS的概念
19
3.研究操作系统的观点
软件的 观点
外在特性：操作命令定义集和界面，完全确定了操作系统这个软件的使用方式； 内在特性：具有一般软件的结构特点；具有一般应用软件所不具备的特殊结构；
8
四级网络工- 8程- 师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 2.从软件设计和开发角度来看，操作系统的主要作用是提供（ B）
A)人机交互接口 B)软件开发基础平台 C)第一道安全防线 D)虚拟机和扩展机
9
四级网络工- 9程- 师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 3.从计算机安全保护角度来看，操作系统的主要作用是提供（ C ）
完
完
成
成
先把第一个作业
将下一个作业内
调入内存并运行
调入存并运行
完
成
将下一个作业内
直到该批所有的
调入存并运行
作业都处理完毕
四级网络工- 3程6 -师
01 考点2：OS的分类
37
1.批处理操作系统
4）一般指令和特权指令 CPU运行模式的引入：为了防止由于用户的错误而导致整个系统发生不可预料的 后果，有必 要对中央处理器的运行划分出不同的状态（运行模式）。
进程的 观点
分析计算机系统各部分的并行工作。 研究处理各项管理任务的分割以及这些管理任务相互之间的关系。
四级网络工- 1程9 -师
01 考点1：OS的概念
20
3.研究操作系统的观点
◆ 资源管理的观点：如何协调这些用户程序和作业呢？如何有条不紊地进行资源分配呢？
外部 设备
内存 操作 系统
程序 数据
主机 中央 处理器
软件设计和开发的 角度
操作系统起着系统软件 开发基础和工具的作用
黑客和网络攻击者
操作系统是他们要攻破 的第一道防线
四级网络工- 7程- 师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 1.从计算机应用角度来看，操作系统的主要作用是提供（ A）。
A)人机交互接口 B)软件开发基础 C)第一道安全防线 D)虚拟机和扩展机
01 考点2：OS的分类
批处理系 统
分时系统
操作系 统
实时系统
分类依据：使用环境和功能特征不同
个人操作 系统
嵌入式操 作系统
操作系 统
分布式操 作系统
分类依据：计算机体系结构
33
网络操作 系统
四级网络工- 3程3 -师
01 考点2：OS的分类
1.批处理操作系统
1）基本工作方式：
用户将作业交给 系统操作员
内存的分配与回收 存储保护 内存扩充
26
四级网络工- 2程6 -师
01 考点1：OS的概念
27
4.操作系统的功能
（3）文件管理 主要任务：有效地支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密和保护问题， 方便用户安全地使用文件
文件存储空间的管理：为每个文件分配一定的外存空间，提高空间利用率和访问效率
系统操作员组成 一批作业
34
把作业（批量） 输入到计算机
执行完毕的结果 交给用户
操作员启动操作 系统
依次执行每个作 业
四级网络工- 3程4 -师
01 考点2：OS的分类
35
1.批处理操作系统
2）特点 ◼ 特点：成批处理；用户不能干预。延长了软件开发时间，适用于成熟的程序。 ◼ 优点：作业的自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大，提高了整个系统效率。 ◼ 缺点：用户不能直接与计算机交 互，不适合调试程序。
简单批处理系统
• 早期批处理系统、监控程序
多道批处理系统
四级网络工- 3程5 -师
01 考点2：OS的分类
36
1.批处理操作系统
3）设计思想 监控程序的设计思想：在监控程序启动之前，操作员有选择地把若干作业合并成一批作业，并 将其安装在输入设备上；然后启动监控程序，监控程序自动控制这批作业的执行。
A)系统调用 B)动态函数库 C)应用编程接口 D)中断服务程序
22
四级网络工- 2程2 -师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 2.研究操作系统的观点有多种，它们分别是（ABCDE）。
A)软件的观点 B)资源管理的观点 C)进程的观点 D)虚拟机的观点 E)服务提供者的观点
23
四级网络工- 2程3 -师
运行模式
用户模式（目态） 特权模式（管态）
一般指令 特权指令
用户程序 监控程序
四级网络工- 3程7 -师
01 考点2：OS的分类
38
1.批处理操作系统
5）系统调用的过程 ◼ 当系统调用发生时，处理器通过一种特殊的机制（中断或者异常处理），把控制流程转移
到监控程序内的一些特定的位置。（处理器模式转变成特权模式） ◼ 由监控程序执行被请求的功能代码，用以完成所请求的功能。 . ◼ 处理结束之后，监控程序恢复系统调用之前的现场；把运行模式从特权模式恢复成为用户
口。下列哪些工作属于设备管理和用户接口范畴（ ABCD）。
A)为用户程序提供系统调用接口 B)提供缓冲技术 C)管理通道、网卡等相关的数据结构 D)提供虚设备技术 E)管理磁盘空间
四级网络工- 3程0 -师
01 考点1：OS的概念
5.操作系统的发展
手工操作
监控程序
多道批处理 系统
分时系统
操作系统
Andriod操 作系统
硬件 • ？状态
• ？何时
进程 • ？状态
• ？数据
操作系统不知道。。。
四级网络工- 1程5 -师
01 考点1：OS的概念
16
【真题链接】 1.并发性是操作系统的特征之一。下列描述的四种现象中，哪一种具有“并发性”（A）
A)在单处理器环境下，两个程序交替在CPU上运行 B)在单处理器环境下，两个程序交替使用同一台打印机 C)在多处理器环境下，两个程序交替使用同一台打印机 D)在多处理器环境下，两个程序在两个CPU上同时运行
1.向程序开发和设计人员 提供高效的程序设计接口
2.向使用计算机系统的用户提供接口，使用户能够灵活、方 便、有效地使用计算机
四级网络工- 6程- 师
01 考点1：OS的概念
7
1.操作系统的定义
操作系统是一个可以从多个视角加以考察的一个软件系统。
计算机应用角度
操作系统是人人都要使 用的系统界面和接口
进程间通信：主要发生在相互协作的 进程之间，是处理进程间的信息交换 的手段
25
进程同步：处理进程之间的关系，包 括同步和互斥 进程调度：OS中的调度包括进程调 度、线程调度和作业调度；进程调 度，又称为处理器调度
四级网络工- 2程5 -师
01 考点1：OS的概念
4.操作系统的功能
（2）存储管理
管理计算机系统中 有限的内存资源
从系统功能分解的角度出发来考虑操作系统的结构。这种观点将操作系统的功能分成若干 个层次，每一层次完成特定的功能。
服务者 的观点
为用户使用便利，该服务提供者提供了一组功能强大、方便、易用的广义指令（称为系统 调用）
四级网络工- 2程1 -师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 1.操作系统提供给用户的接口是命令输入和（A）。
四级网络工- 2程8 -师
01 考点1：OS的概念
29
【真题链接】 1.组成操作系统的主要部分通常是进程线程管理、内存管理、设备管理和（A）。
A)文件管理 B)P、V操作管理 C)死锁管理 D)备份管理
四级网络工- 2程9 -师
01 考点1：OS的概念
30
【真题链接】
2.操作系统的主要功能可以分为处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和用户接
I/O 控制 器
I/O 控制 器
… …
打印 控制器
磁盘 控制器
操作 系统管 理的基 本资源
I/O设备
I/O设备
… …
打印 机
… …
磁…盘
…
键盘 鼠标 显示 器 DVD ……
文件 操作 系统
程序 数据
四级网络工- 2程0 -师
01 考点1：OS的概念
21
3.研究操作系统的观点
虚机器 的观点
操作系统的全部功能，包括系统调用、命令、作业控制语言等，统称为操作系统虚机器。
⚫ 有效：指根据用户的不同要求，在管理计算机资源时考虑到系统运行的效率和资源的利用率。 ⚫ 合理：指操作系统要“公平”对待不同的用户程序，保证系统不发生“死锁”和“饥 饿”的现象。
四级网络工- 5程- 师
01 考点1：OS的概念
6
1.操作系统的定义
操作系统的另一项重要任务，是向用户提供各种服务功能；
四级网络工- 1程3 -师
01 考点1：OS的概念
2.操作系统的特征
资源的共享一般有两种形式：互斥共享和同时共享。 互斥共享：如打印机、磁带机、扫描仪等。临界资源。 同时共享：如硬盘、重入的操作系统代码等。
14
四级网络工- 1程4 -师
01 考点1：OS的概念
15
2.操作系统的特征
◆ 随机性→操作系统不能对所运行的程序的行为以及硬件设备的情况作出任何事先的假定。
01 考点1：OS的概念
4.操作系统的功能
存储管理
文件管理
设备管理
进程管理/ 处理器管理
操作系 统功能
用户接口
24
四级网络工- 2程4 -师
01 考点1：OS的概念
4.操作系统的功能
四级网络工- 1程8 -师
01 考点1：OS的概念
19
3.研究操作系统的观点
软件的 观点
外在特性：操作命令定义集和界面，完全确定了操作系统这个软件的使用方式； 内在特性：具有一般软件的结构特点；具有一般应用软件所不具备的特殊结构；
8
四级网络工- 8程- 师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 2.从软件设计和开发角度来看，操作系统的主要作用是提供（ B）
A)人机交互接口 B)软件开发基础平台 C)第一道安全防线 D)虚拟机和扩展机
9
四级网络工- 9程- 师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 3.从计算机安全保护角度来看，操作系统的主要作用是提供（ C ）
完
完
成
成
先把第一个作业
将下一个作业内
调入内存并运行
调入存并运行
完
成
将下一个作业内
直到该批所有的
调入存并运行
作业都处理完毕
四级网络工- 3程6 -师
01 考点2：OS的分类
37
1.批处理操作系统
4）一般指令和特权指令 CPU运行模式的引入：为了防止由于用户的错误而导致整个系统发生不可预料的 后果，有必 要对中央处理器的运行划分出不同的状态（运行模式）。
进程的 观点
分析计算机系统各部分的并行工作。 研究处理各项管理任务的分割以及这些管理任务相互之间的关系。
四级网络工- 1程9 -师
01 考点1：OS的概念
20
3.研究操作系统的观点
◆ 资源管理的观点：如何协调这些用户程序和作业呢？如何有条不紊地进行资源分配呢？
外部 设备
内存 操作 系统
程序 数据
主机 中央 处理器
软件设计和开发的 角度
操作系统起着系统软件 开发基础和工具的作用
黑客和网络攻击者
操作系统是他们要攻破 的第一道防线
四级网络工- 7程- 师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 1.从计算机应用角度来看，操作系统的主要作用是提供（ A）。
A)人机交互接口 B)软件开发基础 C)第一道安全防线 D)虚拟机和扩展机
01 考点2：OS的分类
批处理系 统
分时系统
操作系 统
实时系统
分类依据：使用环境和功能特征不同
个人操作 系统
嵌入式操 作系统
操作系 统
分布式操 作系统
分类依据：计算机体系结构
33
网络操作 系统
四级网络工- 3程3 -师
01 考点2：OS的分类
1.批处理操作系统
1）基本工作方式：
用户将作业交给 系统操作员
内存的分配与回收 存储保护 内存扩充
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四级网络工- 2程6 -师
01 考点1：OS的概念
27
4.操作系统的功能
（3）文件管理 主要任务：有效地支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密和保护问题， 方便用户安全地使用文件
文件存储空间的管理：为每个文件分配一定的外存空间，提高空间利用率和访问效率
系统操作员组成 一批作业
34
把作业（批量） 输入到计算机
执行完毕的结果 交给用户
操作员启动操作 系统
依次执行每个作 业
四级网络工- 3程4 -师
01 考点2：OS的分类
35
1.批处理操作系统
2）特点 ◼ 特点：成批处理；用户不能干预。延长了软件开发时间，适用于成熟的程序。 ◼ 优点：作业的自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大，提高了整个系统效率。 ◼ 缺点：用户不能直接与计算机交 互，不适合调试程序。
简单批处理系统
• 早期批处理系统、监控程序
多道批处理系统
四级网络工- 3程5 -师
01 考点2：OS的分类
36
1.批处理操作系统
3）设计思想 监控程序的设计思想：在监控程序启动之前，操作员有选择地把若干作业合并成一批作业，并 将其安装在输入设备上；然后启动监控程序，监控程序自动控制这批作业的执行。
A)系统调用 B)动态函数库 C)应用编程接口 D)中断服务程序
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四级网络工- 2程2 -师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 2.研究操作系统的观点有多种，它们分别是（ABCDE）。
A)软件的观点 B)资源管理的观点 C)进程的观点 D)虚拟机的观点 E)服务提供者的观点
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四级网络工- 2程3 -师
运行模式
用户模式（目态） 特权模式（管态）
一般指令 特权指令
用户程序 监控程序
四级网络工- 3程7 -师
01 考点2：OS的分类
38
1.批处理操作系统
5）系统调用的过程 ◼ 当系统调用发生时，处理器通过一种特殊的机制（中断或者异常处理），把控制流程转移
到监控程序内的一些特定的位置。（处理器模式转变成特权模式） ◼ 由监控程序执行被请求的功能代码，用以完成所请求的功能。 . ◼ 处理结束之后，监控程序恢复系统调用之前的现场；把运行模式从特权模式恢复成为用户
口。下列哪些工作属于设备管理和用户接口范畴（ ABCD）。
A)为用户程序提供系统调用接口 B)提供缓冲技术 C)管理通道、网卡等相关的数据结构 D)提供虚设备技术 E)管理磁盘空间
四级网络工- 3程0 -师
01 考点1：OS的概念
5.操作系统的发展
手工操作
监控程序
多道批处理 系统
分时系统
操作系统
Andriod操 作系统
硬件 • ？状态
• ？何时
进程 • ？状态
• ？数据
操作系统不知道。。。
四级网络工- 1程5 -师
01 考点1：OS的概念
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【真题链接】 1.并发性是操作系统的特征之一。下列描述的四种现象中，哪一种具有“并发性”（A）
A)在单处理器环境下，两个程序交替在CPU上运行 B)在单处理器环境下，两个程序交替使用同一台打印机 C)在多处理器环境下，两个程序交替使用同一台打印机 D)在多处理器环境下，两个程序在两个CPU上同时运行
1.向程序开发和设计人员 提供高效的程序设计接口
2.向使用计算机系统的用户提供接口，使用户能够灵活、方 便、有效地使用计算机
四级网络工- 6程- 师
01 考点1：OS的概念
7
1.操作系统的定义
操作系统是一个可以从多个视角加以考察的一个软件系统。
计算机应用角度
操作系统是人人都要使 用的系统界面和接口
进程间通信：主要发生在相互协作的 进程之间，是处理进程间的信息交换 的手段
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进程同步：处理进程之间的关系，包 括同步和互斥 进程调度：OS中的调度包括进程调 度、线程调度和作业调度；进程调 度，又称为处理器调度
四级网络工- 2程5 -师
01 考点1：OS的概念
4.操作系统的功能
（2）存储管理
管理计算机系统中 有限的内存资源
从系统功能分解的角度出发来考虑操作系统的结构。这种观点将操作系统的功能分成若干 个层次，每一层次完成特定的功能。
服务者 的观点
为用户使用便利，该服务提供者提供了一组功能强大、方便、易用的广义指令（称为系统 调用）
四级网络工- 2程1 -师
01 考点1：OS的概念
【真题链接】 1.操作系统提供给用户的接口是命令输入和（A）。
四级网络工- 2程8 -师
01 考点1：OS的概念
29
【真题链接】 1.组成操作系统的主要部分通常是进程线程管理、内存管理、设备管理和（A）。
A)文件管理 B)P、V操作管理 C)死锁管理 D)备份管理
四级网络工- 2程9 -师
01 考点1：OS的概念
30
【真题链接】
2.操作系统的主要功能可以分为处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和用户接
I/O 控制 器
I/O 控制 器
… …
打印 控制器
磁盘 控制器
操作 系统管 理的基 本资源
I/O设备
I/O设备
… …
打印 机
… …
磁…盘
…
键盘 鼠标 显示 器 DVD ……
文件 操作 系统
程序 数据
四级网络工- 2程0 -师
01 考点1：OS的概念
21
3.研究操作系统的观点
虚机器 的观点
操作系统的全部功能，包括系统调用、命令、作业控制语言等，统称为操作系统虚机器。
⚫ 有效：指根据用户的不同要求，在管理计算机资源时考虑到系统运行的效率和资源的利用率。 ⚫ 合理：指操作系统要“公平”对待不同的用户程序，保证系统不发生“死锁”和“饥 饿”的现象。
四级网络工- 5程- 师
01 考点1：OS的概念
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1.操作系统的定义
操作系统的另一项重要任务，是向用户提供各种服务功能；
四级网络工- 1程3 -师
01 考点1：OS的概念
2.操作系统的特征
资源的共享一般有两种形式：互斥共享和同时共享。 互斥共享：如打印机、磁带机、扫描仪等。临界资源。 同时共享：如硬盘、重入的操作系统代码等。
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四级网络工- 1程4 -师
01 考点1：OS的概念
15
2.操作系统的特征
◆ 随机性→操作系统不能对所运行的程序的行为以及硬件设备的情况作出任何事先的假定。
01 考点1：OS的概念
4.操作系统的功能
存储管理
文件管理
设备管理
进程管理/ 处理器管理
操作系 统功能
用户接口
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四级网络工- 2程4 -师
01 考点1：OS的概念
4.操作系统的功能