操作系统介绍之一课件.ppt

1、操作系统操作系统 2012年年2月月21.1 操作系统概观操作系统概观一、操作系统的定义一、操作系统的定义 你所用过的操作系统你所用过的操作系统你知道下列哪些是操作系统吗你知道下列哪些是操作系统吗?DOS LINUX WINDOWS TURBO-C WORD FOXPRO UNIXVI 一个一个C C语言源程序语言源程序3流行的操作系统流行的操作系统n微软：微软：WindowsWindows系列（以前系列（以前MS-DOSMS-DOS）nUNIXUNIX家族：家族：Solaris,AIX,HP UX,SVR4,Solaris,AIX,HP UX,SVR4,BSD,BSD,ULTRIXULTRI

2、Xn自由软件：自由软件：Linux,freeBSD,MinixLinux,freeBSD,MinixnIBM:AIX,OS/390,OS/2,OS/400,PC DOSIBM:AIX,OS/390,OS/2,OS/400,PC DOSn其他：其他：MachMach，Mac OS,NetWare,Mac OS,NetWare,4你用过的操作系统能做什么你用过的操作系统能做什么?u各种命令：各种命令：dir copy del format dir copy del format u启动、结束用户程序启动、结束用户程序u系统调用：例如系统调用：例如INTINT指令指令uWINDOWSWINDOWS、

3、UNIX UNIX 等提供多任务或多用户环境等提供多任务或多用户环境5你知道操作系统不能做什么你知道操作系统不能做什么?u不做天气预报不做天气预报u不做房屋设计不做房屋设计u不是编译程序不是编译程序 总之，操作系统不直接解决最终具体总之，操作系统不直接解决最终具体应用问题，也不负责编译源程序应用问题，也不负责编译源程序.6操作系统是什么操作系统是什么操作系统为你完成所有操作系统为你完成所有 “硬件相关、应用无关硬件相关、应用无关”的工作，以给你的工作，以给你 方便、效率、安全方便、效率、安全71.1.操作系统定义操作系统定义 操作系统（操作系统（OS:operating systemOS:op

4、erating system）：管）：管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务，并合理组织计算机工作流程提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户提供方便而有效地使用计算机良好和为用户提供方便而有效地使用计算机良好运行环境的最基本的系统软件。运行环境的最基本的系统软件。8图图1.1 计算机系统组成计算机系统组成2.2.操作系统的地位操作系统的地位计算机系统计算机系统软件软件硬件硬件(裸机）裸机）应用软件应用软件系统软件系统软件操作系统操作系统支撑软件支撑软件编译程序、数据库编译程序、数据库9操作系统在计算机系统的地位：紧贴系统硬件之上，

5、所有其他软件紧贴系统硬件之上，所有其他软件之下，是各种软件的基础运行平台。之下，是各种软件的基础运行平台。计算机硬件操作系统支撑软件应用软件应用用户应用开发人员操作系统开发人员图图1.2 计算机系统的软硬件层次结构计算机系统的软硬件层次结构10二、操作系统的作用二、操作系统的作用（1 1）操作系统作为资源的管理者和控制者。）操作系统作为资源的管理者和控制者。资源管理对象：资源管理对象：硬件资源：处理器、存储器、外部设备等硬件资源：处理器、存储器、外部设备等 信息资源：程序和数据信息资源：程序和数据资源管理的内容：资源管理的内容：记录资源使用情况，确定资源分配策略，实施记录资源使用情况，确定资源

6、分配策略，实施资源的分配和回收等资源的分配和回收等11资源管理的技术：资源管理的技术：n资源复用资源复用 空分复用共享：例如主存和辅存空分复用共享：例如主存和辅存 时分复用共享：例如处理器时分复用共享：例如处理器n资源虚化（虚拟）资源虚化（虚拟）把一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体。虚拟是操把一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体。虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率。作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率。例：CPU每个用户（进程）的虚处理机 存储器每个进程都占有的地址空间（虚拟主存）显示设备多窗口或虚拟终端n资源抽象资源抽象 资源复用和虚化主要解决物理资源不足

7、的问题，资源抽资源复用和虚化主要解决物理资源不足的问题，资源抽象解决资源的易用性。象解决资源的易用性。资源抽象是指通过创建软件来屏蔽硬件资源的物理特性资源抽象是指通过创建软件来屏蔽硬件资源的物理特性和接口细节，简化对硬件资源的操作、控制和使用。和接口细节，简化对硬件资源的操作、控制和使用。三种最基本的抽象：三种最基本的抽象：进程抽象、虚存抽象、文件抽象进程抽象、虚存抽象、文件抽象12（2 2）操作系统作为扩展机或虚拟机）操作系统作为扩展机或虚拟机 OS OS自身包含了若干层软件，因此当在裸机上覆自身包含了若干层软件，因此当在裸机上覆盖上盖上OSOS后，便可获得一台功能显著增强，使用更加后，便可

8、获得一台功能显著增强，使用更加方便，安全可靠性更好，效率明显提高的扩展器或方便，安全可靠性更好，效率明显提高的扩展器或多层虚拟机。多层虚拟机。n在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理、在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理、处理机管理；处理机管理；n另外，为合理组织工作流程：作业管理、进程管理。另外，为合理组织工作流程：作业管理、进程管理。13（3 3）操作系统作为用户接口和服务提供者。）操作系统作为用户接口和服务提供者。操作系统处于用户和计算机硬件之间，用户通操作系统处于用户和计算机硬件之间，用户通过操作系统来使用计算机系统。分两类接口：过操作系统来使用计算机系统。分两类接口：操作接

9、口：操作接口：操作控制命令：操作控制命令：字符型用户界面：命令行方式、批命令方式字符型用户界面：命令行方式、批命令方式 图形用户界面图形用户界面 作业控制语言（命令）作业控制语言（命令）程序接口：程序接口：应用程序需要获得操作系统服务，就必须利用系应用程序需要获得操作系统服务，就必须利用系统提供的程序接口统提供的程序接口系统调用系统调用14三、三、操作系统的功能操作系统的功能 n1.1.处理机管理处理机管理 n2.2.存储管理存储管理 n3.3.设备管理设备管理 n4.4.文件管理文件管理n5.5.网络与通信管理网络与通信管理n6.6.用户接口用户接口151.1.处理机管理处理机管理 处理机是

10、最重要的资源，现代操作系统采用多处理机是最重要的资源，现代操作系统采用多道程序设计技术，组织多个作业并发执行，共享处道程序设计技术，组织多个作业并发执行，共享处理机，按照某种算法（分时、优先级）交替地使用理机，按照某种算法（分时、优先级）交替地使用处理机。处理机。处理机管理包括：处理机管理包括：n进程控制和管理进程控制和管理n进程同步和互斥进程同步和互斥n进程通信进程通信n进程死锁进程死锁n线程控制和管理线程控制和管理n处理机调度处理机调度162.2.存储管理存储管理存储管理要具备下列功能：存储管理要具备下列功能：n主存分配主存分配 n地址转换：地址转换：把程序中的逻辑地址映射为物理把程序中的

11、逻辑地址映射为物理地址地址 n存储保护：存储保护：使多道程序间互不干扰使多道程序间互不干扰n主存共享：主存共享：n存储扩充：存储扩充：用辅存扩充主存，实现用辅存扩充主存，实现“虚拟存虚拟存储器储器”173.3.设备管理设备管理最庞大、琐碎的部分，因为：最庞大、琐碎的部分，因为：n物理设备品种繁多、用法各异物理设备品种繁多、用法各异 n各种外设能和主机并行工作各种外设能和主机并行工作n主机与各类外设速度极不匹配，级差很大主机与各类外设速度极不匹配，级差很大设备管理应具备的功能：设备管理应具备的功能：n提供设备中断处理提供设备中断处理n提供缓冲区管理提供缓冲区管理 n提供设备独立性提供设备独立性n

12、设备分配设备分配 和回收和回收 n实现共享型设备的驱动调度实现共享型设备的驱动调度n实现虚拟设备实现虚拟设备184.4.文件管理文件管理文件系统管理的功能：文件系统管理的功能：n文件的逻辑组织文件的逻辑组织n文件的物理组织文件的物理组织n文件的存取和使用文件的存取和使用n目录管理目录管理n文件的共享和安全性控制文件的共享和安全性控制n文件存储空间管理。文件存储空间管理。195.5.网络与通信管理网络与通信管理操作系统至少应具有与网络有关的以下几项功能：操作系统至少应具有与网络有关的以下几项功能：n网络资源管理网络资源管理n数据通信管理数据通信管理n网络管理网络管理206.6.用户接口用户接口n

13、操作接口操作接口n程序接口程序接口21二、微机操作系统二、微机操作系统n7070年代中年代中8080年代早期：年代早期：单用户单任务操单用户单任务操作系统，作系统，CP/MCP/M（7575年）、年）、MS-DOSMS-DOS（8181年）。年）。n8080年代中年代中9090年代初期：年代初期：单用户多任务操单用户多任务操作系统，作系统，WINDOWS 9XWINDOWS 9X。n近年来：多近年来：多用户多任务操作系统用户多任务操作系统，UNIXUNIX（7070年）、年）、windowswindows、OS/2OS/2、linuxlinux。22一波三折的微软一波三折的微软WindowsW

14、indows操作系统操作系统n19831983年年1010月，月，PCPC机竞争厂家的图形界面相机竞争厂家的图形界面相关产品上市关产品上市n面对市场压力，比尔面对市场压力，比尔.盖茨在盖茨在19831983年年1111月月1010日宣布推出日宣布推出WindowsWindows操作系统操作系统n然而宣布容易，交货就不简单了，然而宣布容易，交货就不简单了，WindowsWindows交货期的灾难，成了当年计算机界的笑柄交货期的灾难，成了当年计算机界的笑柄n直到直到19851985年年1111月月2020日，日，Windows 1.0Windows 1.0才正式才正式上市上市23WindowsWi

15、ndows的历史记录的历史记录nWindowsWindows在当时微软历史上创了几个记录：延迟交货在当时微软历史上创了几个记录：延迟交货次数最多，投入开发人员最多，开发时间最长，更次数最多，投入开发人员最多，开发时间最长，更换主管人员最多换主管人员最多n不过几年之后，不过几年之后，WindowsWindows终于创造了销售成绩最佳的终于创造了销售成绩最佳的历史记录历史记录n19921992年年4 4月，推出月，推出Windows 3.1,1993Windows 3.1,1993年年5 5月，发表月，发表Windows NTWindows NT，Windows 95Windows 95，Windows CEWindows CE，Windows Windows 9898，Windows 2000Windows 2000，Windows XP,.netWindows XP,.netn个人计算机采用个人计算机采用WindowsWindows占占9090以上，微软公司成了以上，微软公司成了垄断垄断PCPC行业的同义词行业的同义词24WindowsWindows系列系列