微軟用戶操作系統(tǒng)原理PrinciplesofOperatingSystemppt課件

操作系統(tǒng)原理操作系統(tǒng)原理 Principles of Operating System華中科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院華中科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院邵志遠(yuǎn)邵志遠(yuǎn)使用過程中的問題使用過程中的問題n遇到計算機(jī)運(yùn)行或打開硬盤上的程序的速遇到計算機(jī)運(yùn)行或打開硬盤上的程序的速度變慢，該怎么辦？度變慢，該怎么辦？原因：硬盤上的卷可能有過多的碎片，原因：硬盤上的卷可能有過多的碎片，可能是由于最近創(chuàng)建了大量的文件或文件可能是由于最近創(chuàng)建了大量的文件或文件夾，或安裝了新軟件。夾，或安裝了新軟件。解決方案：如果必要，分析并整理硬盤解決方案：如果必要，分析并整理硬盤上的卷碎片。上的卷碎片。為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？游戲中的現(xiàn)象游戲中的現(xiàn)象基本配置基本配置 推薦配置推薦配置CPUCPUPentium3 800MHzPentium3 800MHz以上以上 Pentium4 1GHzPentium4 1GHz以上以上內(nèi)存內(nèi)存 256M256M以上以上 512M512M以上以上顯卡顯卡GeForce2GeForce2以上以上3D3D加速卡加速卡Geforce4 TiGeforce4 Ti以上以上3D3D加速卡加速卡硬盤硬盤 3G3G以上以上為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)做什么操作系統(tǒng)做什么#include int main(int argc,char*argv)puts(hello world);return 0;為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？n掌握操作系統(tǒng)的基本理論，具備開發(fā)核心系統(tǒng)軟掌握操作系統(tǒng)的基本理論，具備開發(fā)核心系統(tǒng)軟件的技能，設(shè)計操作系統(tǒng)或者修改現(xiàn)有的系統(tǒng)件的技能，設(shè)計操作系統(tǒng)或者修改現(xiàn)有的系統(tǒng)n掌握并行處理的思想方法，加深對使用的掌握并行處理的思想方法，加深對使用的OS的理的理解，有利于深入編程解，有利于深入編程n用戶為了開發(fā)應(yīng)用程序必須與操作系統(tǒng)打交道用戶為了開發(fā)應(yīng)用程序必須與操作系統(tǒng)打交道n操作系統(tǒng)中所用的許多概念和技巧可以推廣應(yīng)用操作系統(tǒng)中所用的許多概念和技巧可以推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域到其他領(lǐng)域n為后繼課程打好基礎(chǔ)為后繼課程打好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、分布式數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、分布式系統(tǒng)系統(tǒng)n了解當(dāng)前流行的實際操作系統(tǒng)的使用方法與實現(xiàn)了解當(dāng)前流行的實際操作系統(tǒng)的使用方法與實現(xiàn)技術(shù)技術(shù)UNIX、Linux，Windows應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件用戶程序用戶程序操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)裸機(jī)裸機(jī)操作系統(tǒng)的工作：操作系統(tǒng)的工作：（1）程序的執(zhí)行）程序的執(zhí)行（2）完成與硬件有關(guān)的工作）完成與硬件有關(guān)的工作（3）完成與應(yīng)用無關(guān)的工作）完成與應(yīng)用無關(guān)的工作（4）計算機(jī)系統(tǒng)的效率與安全問題）計算機(jī)系統(tǒng)的效率與安全問題n操作系統(tǒng)課程特點(diǎn)n n涉及面廣涉及面廣涉及面廣涉及面廣n n錯綜復(fù)雜錯綜復(fù)雜錯綜復(fù)雜錯綜復(fù)雜n n實踐性強(qiáng)實踐性強(qiáng)實踐性強(qiáng)實踐性強(qiáng)n怎樣學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)n n深入理解教學(xué)內(nèi)容深入理解教學(xué)內(nèi)容深入理解教學(xué)內(nèi)容深入理解教學(xué)內(nèi)容n n獨(dú)立完成練習(xí)題獨(dú)立完成練習(xí)題獨(dú)立完成練習(xí)題獨(dú)立完成練習(xí)題n n做好階段復(fù)習(xí)做好階段復(fù)習(xí)做好階段復(fù)習(xí)做好階段復(fù)習(xí)n n理論聯(lián)系實際理論聯(lián)系實際理論聯(lián)系實際理論聯(lián)系實際&教材：教材：操作系統(tǒng)原理操作系統(tǒng)原理(第四、三版第四、三版)龐麗萍龐麗萍 華中科技大學(xué)出版華中科技大學(xué)出版社社&參考教材：參考教材：UNIXUNIX操作系統(tǒng)設(shè)計操作系統(tǒng)設(shè)計莫里斯莫里斯 貝奇貝奇 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社計算機(jī)操作系統(tǒng)計算機(jī)操作系統(tǒng) 湯子瀛等湯子瀛等 西安電子科技大學(xué)出版社西安電子科技大學(xué)出版社現(xiàn)代操作系統(tǒng)現(xiàn)代操作系統(tǒng) 陳向群等譯陳向群等譯 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社計算機(jī)操作系統(tǒng)教程計算機(jī)操作系統(tǒng)教程 張堯?qū)W張堯?qū)W 史美林史美林 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社操作系統(tǒng)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)基礎(chǔ) 屠立德屠立德 屠祁屠祁 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社講課學(xué)時安排講課學(xué)時安排章節(jié)內(nèi)容章節(jié)內(nèi)容學(xué)時學(xué)時第一章 緒 論3 3第二章 操作系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)3 3第三章 用戶界面3 3第四章 并發(fā)處理1010第五章 資源分配與調(diào)度3 3第六章 處理機(jī)調(diào)度4 4第七章 主存管理8 8第八章 輸入/輸出管理4 4第九章 文件系統(tǒng)8 8機(jī)動、復(fù)習(xí)2 248481616學(xué)習(xí)要求與成績評定學(xué)習(xí)要求與成績評定n學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求:n課前預(yù)習(xí)，認(rèn)真聽講，課后復(fù)習(xí)n遵守課堂紀(jì)律n成績評定成績評定：n平時成績+考試成績n閉卷考試第一章第一章 緒緒 論論（一）（一）操作系統(tǒng)在計算機(jī)系統(tǒng)中的地位操作系統(tǒng)在計算機(jī)系統(tǒng)中的地位（二）（二）操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展（三）（三）操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)的定義（四）（四）操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能（五）（五）操作系統(tǒng)的基本類型操作系統(tǒng)的基本類型（六）（六）UNIX和和Windows存儲程序式計算機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)存儲程序式計算機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 存儲程序式計算機(jī)存儲程序式計算機(jī)(Von Neumann計算機(jī)計算機(jī))n基本部件基本部件 CPU、主存儲器、主存儲器、I/O設(shè)備、控制臺設(shè)備、控制臺 n特點(diǎn)特點(diǎn) 集中順序過程控制集中順序過程控制n集中控制：由集中控制：由CPU集中管理集中管理 n順序性：程序計數(shù)器控制順序性：程序計數(shù)器控制n過程性：模擬人們手工操作過程過程性：模擬人們手工操作過程計算機(jī)系統(tǒng)的組成計算機(jī)系統(tǒng)的組成計算機(jī)系統(tǒng)（層次結(jié)構(gòu)）軟件硬件及固件（裸機(jī)）應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件編輯軟件、編譯軟件操作系統(tǒng)計算機(jī)系計算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)統(tǒng)的基礎(chǔ)提高系統(tǒng)效率提高系統(tǒng)效率方便用戶使用方便用戶使用管理信息系統(tǒng)、飛機(jī)訂票系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、CAD系統(tǒng)、數(shù)字計算軟件包管理信息系統(tǒng)、飛機(jī)訂票系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、CAD系統(tǒng)、數(shù)字計算軟件包語言編譯程序、連接裝配程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件操 作 系 統(tǒng)（一）操作系統(tǒng)在計算機(jī)系統(tǒng)中的地位（一）操作系統(tǒng)在計算機(jī)系統(tǒng)中的地位計算機(jī)硬件系系統(tǒng)統(tǒng)軟軟件件應(yīng)應(yīng)用用軟軟件件支支撐撐軟軟件件用戶用戶用戶用戶與硬件的關(guān)系：與硬件的關(guān)系：控制控制CPUCPU的工作、的工作、訪問存儲器、訪問存儲器、設(shè)備驅(qū)動、中斷處理設(shè)備驅(qū)動、中斷處理與用戶及應(yīng)用程序的關(guān)系：與用戶及應(yīng)用程序的關(guān)系：提供方便的用戶界面、提供方便的用戶界面、提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)（二）操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展（二）操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。目標(biāo)：目標(biāo)：目標(biāo)：目標(biāo)：充分利用硬件，充分利用硬件，充分利用硬件，充分利用硬件，提供更好的服務(wù)提供更好的服務(wù)提供更好的服務(wù)提供更好的服務(wù)手工操手工操作階段作階段批處理批處理聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī)批處理批處理脫機(jī)脫機(jī)批處理批處理執(zhí)行執(zhí)行系統(tǒng)系統(tǒng)操作系統(tǒng)形成操作系統(tǒng)形成多道程序系統(tǒng)多道程序系統(tǒng)多道批處多道批處理系統(tǒng)理系統(tǒng)分時分時系統(tǒng)系統(tǒng)實時系統(tǒng)實時系統(tǒng)個人計算機(jī)操作系統(tǒng)個人計算機(jī)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng) 沒有程序設(shè)計語言（甚至沒有匯沒有程序設(shè)計語言（甚至沒有匯編），更談不上操作系統(tǒng)編），更談不上操作系統(tǒng).程序程序員提前預(yù)約一段時間員提前預(yù)約一段時間,然后到機(jī)然后到機(jī)房將他的插件板插到計算機(jī)里房將他的插件板插到計算機(jī)里 期盼著在接下來的時間中幾萬個期盼著在接下來的時間中幾萬個真空管不會燒斷真空管不會燒斷,從而可以計算從而可以計算自己的題目自己的題目ENIAC計算機(jī)計算機(jī)(1946年，美國賓夕法尼亞大學(xué)年，美國賓夕法尼亞大學(xué))運(yùn)算速度：運(yùn)算速度：10001000次次/每秒每秒,數(shù)萬個真空管數(shù)萬個真空管,占地占地100100平方米平方米第第 1 1 階段階段 手工操作階段手工操作階段 硬件非常昂貴，沒有操作系統(tǒng)硬件非常昂貴，沒有操作系統(tǒng)n n特點(diǎn)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：n工作效率極低：手工操作的慢速度與機(jī)器處理的高速度n 每一用戶都要自行編寫涉及到硬件的源代碼n 工作量大，難度高，易出錯，需要大量人力和物力n獨(dú)占性、串行性n n問題：問題：問題：問題：人機(jī)矛盾人機(jī)矛盾人機(jī)矛盾人機(jī)矛盾機(jī)器速度 計算所需時間 人工操作時間 操作時間:機(jī)器運(yùn)行時間1萬次/秒1小時3分鐘1:2060萬次/秒1分鐘3分鐘3:1第第2 2階段階段 單道批處理階段單道批處理階段 硬件昂貴，人力便宜，單任務(wù)自動批處理硬件昂貴，人力便宜，單任務(wù)自動批處理n n簡單批處理：簡單批處理：簡單批處理：簡單批處理：n裝入程序、運(yùn)行、打印結(jié)果、撤出、再重復(fù)n 用戶把作業(yè)（卡片或磁帶）交給負(fù)責(zé)調(diào)度的操作員（系統(tǒng)管理員），由操作員按作業(yè)類型分類編成一個作業(yè)序列，送到輸入設(shè)備上。n 常駐監(jiān)督程序自動地裝入程序、運(yùn)行、撤出作業(yè)（1）聯(lián)機(jī)批處理（2）脫機(jī)批處理（3）執(zhí)行系統(tǒng)批批 處處 理理1.1.聯(lián)機(jī)批處理聯(lián)機(jī)批處理聯(lián)機(jī)批處理聯(lián)機(jī)批處理v特點(diǎn)：有監(jiān)督程序，作業(yè)自動過渡v問題：CPU高速與I/O慢速的矛盾v解決：由衛(wèi)星機(jī)負(fù)責(zé)I/O2.2.脫機(jī)批處理脫機(jī)批處理脫機(jī)批處理脫機(jī)批處理v特點(diǎn)：主機(jī)與衛(wèi)星機(jī)并行操作v問題：調(diào)度不靈活，保護(hù)問題v解決：硬件技術(shù)的發(fā)展通道技術(shù)、中斷技術(shù)3.執(zhí)行系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)：n定義：定義：借助于通道與中斷技術(shù)，由主機(jī)控制I/O工作。原有的監(jiān)督程序不僅要負(fù)責(zé)調(diào)度作業(yè)自動的運(yùn)行，而且還要提供I/O控制功能。它常駐內(nèi)存，稱為執(zhí)行系統(tǒng)。n特點(diǎn)：特點(diǎn)：主機(jī)、外設(shè)并行操作；增加了保護(hù)能力n問題：問題：處理機(jī)仍有空閑等待現(xiàn)象通道通道 一種專用部件，負(fù)責(zé)外部設(shè)備與內(nèi)存之間信息的傳輸。中斷 主機(jī)接到信號（來自CPU外部或內(nèi)部）時，立即中止原來的工作，轉(zhuǎn)去處理這一事件，處理完后，主機(jī)又回到原來工作點(diǎn)繼續(xù)工作。第第 3 3 階段階段 多道批處理階段多道批處理階段 硬件較以前便宜，人力昂貴硬件較以前便宜，人力昂貴n處理過程n 在內(nèi)存中同時存放幾道相互獨(dú)立的程序n 在管理程序控制之下，相互穿插地運(yùn)行，處理機(jī)和外設(shè)盡量處于忙碌狀態(tài)n交互式分時處理n一臺計算機(jī)，多個便宜終端n所有用戶可與系統(tǒng)立即交互n調(diào)試比較方便多道程序設(shè)計技術(shù)多道程序設(shè)計技術(shù)多道程序設(shè)計技術(shù)多道程序設(shè)計技術(shù)多道程序設(shè)計技術(shù)多道程序設(shè)計技術(shù)是在是在計算機(jī)內(nèi)存計算機(jī)內(nèi)存中同時存放中同時存放幾道幾道相互獨(dú)立的程序相互獨(dú)立的程序，在管理程序的控制下相互穿，在管理程序的控制下相互穿插地運(yùn)行。當(dāng)某道程序因某種原因不能繼續(xù)運(yùn)行下插地運(yùn)行。當(dāng)某道程序因某種原因不能繼續(xù)運(yùn)行下去時（如等待外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)），管理程序便將去時（如等待外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)），管理程序便將另一道程序投入運(yùn)行。另一道程序投入運(yùn)行。多道運(yùn)行的特征多道運(yùn)行的特征多道運(yùn)行的特征多道運(yùn)行的特征:多道 宏觀上并行 微觀上串行 分時技術(shù)與分時處理分時技術(shù)與分時處理分時技術(shù)分時技術(shù)分時技術(shù)分時技術(shù)：把處理機(jī)的響應(yīng)時間分成若于個大小相等（或不相等）的時間單位，稱為時間片，每個終端用戶獲得CPU，就等于獲得一個時間片，該用戶程序開始運(yùn)行，當(dāng)時間片到（用完），用戶程序暫停運(yùn)行，等待下一次運(yùn)行。分時計算機(jī)系統(tǒng)分時計算機(jī)系統(tǒng)分時計算機(jī)系統(tǒng)分時計算機(jī)系統(tǒng)：由于中斷技術(shù)的使用，使得一臺計算機(jī)能連接多個用戶終端，用戶可通過各自的終端使用和控制計算機(jī)，我們把一臺計算機(jī)連接多個終端的計算機(jī)系統(tǒng)稱為分時計算機(jī)系統(tǒng)，或稱分時系統(tǒng)。實時處理實時處理n什么是什么是“實時實時”n計算機(jī)對外來的信息能夠以足夠快的速度進(jìn)行處理，并且在被控對象允許的時間范圍內(nèi)作出快速反應(yīng)。n實時處理實時處理n以快速反應(yīng)為特征，對實時信號能在截止期限之內(nèi)處理并作出反應(yīng)。第第 4 4 階段階段 操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展硬件非常便宜、人力昂貴硬件非常便宜、人力昂貴n單單CPU計算機(jī)方面計算機(jī)方面 批量操作系統(tǒng)、分時系統(tǒng)n向小型化、微型化計算機(jī)發(fā)展向小型化、微型化計算機(jī)發(fā)展 個人計算機(jī)操作系統(tǒng)n向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)n向具有并行結(jié)構(gòu)的計算機(jī)系統(tǒng)多處理機(jī)操作系統(tǒng) 集群系統(tǒng) 分布式操作系統(tǒng)（三）操作系統(tǒng)的定義（三）操作系統(tǒng)的定義 操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，是一操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，是一些程序模塊的集合些程序模塊的集合 以盡量有效合理方式組織和管理計算機(jī)的軟硬件資源，合理的組織計算機(jī)的工作流程，控制程序的執(zhí)行并向用戶提供各種服務(wù)功能，使得用戶能夠靈活，方便，有效的使用計算機(jī)，使整個計算機(jī)系統(tǒng)能高效的運(yùn)行。n資源共享：多個計算任務(wù)對計算機(jī)系統(tǒng)資源的共同享用。n資源競爭：多個計算任務(wù)對計算機(jī)系統(tǒng)資源的爭奪。操作系統(tǒng)是一個大型的程序系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計算機(jī)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度工作，控制并協(xié)調(diào)并發(fā)活動，實現(xiàn)信息的存取和保護(hù)。它提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境。操作系統(tǒng)使整個計算機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)了高效率和高度自動化。操作系統(tǒng)是整個計算機(jī)系統(tǒng)的核心。操作系統(tǒng)是整個計算機(jī)系統(tǒng)的核心。操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)的特征操作系統(tǒng)的特征n并發(fā)：并發(fā)：系統(tǒng)中同時存在多個程序處理多個同時性活動宏觀上：這些程序是同時在執(zhí)行的微觀上：任何時刻只有一個程序在執(zhí)行，即微觀上這些程序在CPU上輪流執(zhí)行n共享：共享：多個計算任務(wù)對系統(tǒng)資源的共同享用n操作系統(tǒng)與多個用戶的程序共同使用計算機(jī)系統(tǒng)中的資源（共享有限的系統(tǒng)資源）n操作系統(tǒng)要對系統(tǒng)資源進(jìn)行合理分配和使用 n資源在一個時間段內(nèi)交替被多個進(jìn)程所用n不確定性：不確定性：操作系統(tǒng)能處理大量的、隨機(jī)的事件序列，使各用戶的計算任務(wù)正確地完成。（四）操作系統(tǒng)的功能（四）操作系統(tǒng)的功能虛擬機(jī)觀點(diǎn)虛擬機(jī)觀點(diǎn)裸裸 機(jī)機(jī) ：沒有裝配任何軟件的計算機(jī)稱為裸機(jī)。虛擬機(jī)虛擬機(jī)：裝配有相應(yīng)軟件的機(jī)器稱為虛擬機(jī)。命令解釋、圖形用戶界面、命令解釋、圖形用戶界面、用戶程序用戶程序系統(tǒng)調(diào)用文件系統(tǒng)處理機(jī)調(diào)度、內(nèi)存管理設(shè)備驅(qū)動，中斷處理裸機(jī)操作系統(tǒng)的資源管理功能操作系統(tǒng)的資源管理功能 把操作系統(tǒng)看成一個資源管理器。換句話說，從資源管理的角度看操作系統(tǒng)有如下四個功能：一一 處理機(jī)分配處理機(jī)分配 1.1.制定調(diào)度策略（調(diào)度原則）制定調(diào)度策略（調(diào)度原則）2.2.給出調(diào)度算法給出調(diào)度算法 3.3.具體的實施處理機(jī)分派具體的實施處理機(jī)分派二二 存儲器管理存儲器管理 1.1.存儲分配和存儲無關(guān)性存儲分配和存儲無關(guān)性 2.2.存儲保護(hù)存儲保護(hù) 3.3.存儲擴(kuò)充存儲擴(kuò)充三三 設(shè)備管理設(shè)備管理 1.1.設(shè)備無關(guān)性設(shè)備無關(guān)性 2.2.設(shè)備分配設(shè)備分配 3.3.設(shè)備的傳輸控制設(shè)備的傳輸控制四四 軟件資源管理軟件資源管理 為用戶提供一種簡便的、統(tǒng)一的存取和管理信息的方法，并要解決信息的共享、數(shù)據(jù)的存取控制和保密等問題。操作系統(tǒng)的資源管理功能操作系統(tǒng)的資源管理功能處理機(jī)處理機(jī)存儲器存儲器I/OI/O設(shè)備設(shè)備軟件資源軟件資源處理機(jī)處理機(jī)管管 理理存儲器存儲器管管 理理設(shè)設(shè) 備備管管 理理文文 件件系系 統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)資源資源操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)功能模塊功能模塊（五）操作系統(tǒng)的類型（五）操作系統(tǒng)的類型n n 批處理操作系統(tǒng)n 分時操作系統(tǒng)n 實時操作系統(tǒng)n個人計算機(jī)操作系統(tǒng)n 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)n 分布式操作系統(tǒng)n 嵌入式操作系統(tǒng)n 自由軟件和LINUX操作系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)n在批處理系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計技術(shù)，就形成了批量操作系統(tǒng)。n該系統(tǒng)把用戶提交的作業(yè)成批地送入計算機(jī)內(nèi)存，然后由作業(yè)調(diào)度程序自動地選擇作業(yè)運(yùn)行。n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：縮短作業(yè)之間的交接時間，減少處理機(jī)的空閑等待時間，提高系統(tǒng)的吞吐量n缺點(diǎn)缺點(diǎn)：用戶響應(yīng)時間較長。用戶既不能了解自己程序的運(yùn)行情況，也不能控制計算機(jī)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：u 多路調(diào)制性：眾多聯(lián)機(jī)用戶可同時使用同一臺計算機(jī)u 獨(dú)占性：各終端用戶感覺到自己獨(dú)占了計算機(jī)u 交互性：用戶與計算機(jī)之間可進(jìn)行“會話”分時操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)n實實時時操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)：對對用用戶戶（外外部部）的的請請求求，實實時時操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)能能在在規(guī)定的時間內(nèi)處理完畢。規(guī)定的時間內(nèi)處理完畢。響應(yīng)時間響應(yīng)時間 指用戶發(fā)出命令，到系統(tǒng)開始執(zhí)行命令所需的時間。指用戶發(fā)出命令，到系統(tǒng)開始執(zhí)行命令所需的時間。n批處理操作系統(tǒng) 沒有n分時操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng) 秒級秒級(一般情況）一般情況）n實時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng) 微秒級微秒級 甚至更?。ń?jīng)典說法）甚至更?。ń?jīng)典說法）系統(tǒng)滿足用戶時限（系統(tǒng)滿足用戶時限（deadline)的的 要求要求 (現(xiàn)代）現(xiàn)代）實時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)n實時操作系統(tǒng)的類型：實時操作系統(tǒng)的類型：n實時控制：工業(yè)過程控制、防空系統(tǒng)等n實時信息處理：情報檢索和查詢、飛機(jī)訂票系統(tǒng)n實時操作系統(tǒng)特點(diǎn)：實時操作系統(tǒng)特點(diǎn)：n系統(tǒng)對外部的信號必須能及時響應(yīng)n要求高可靠性和安全性，效率則放在第二位n系統(tǒng)整體性強(qiáng)n不要求很強(qiáng)的“會話”能力網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) n計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò):計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是互連起來的計算機(jī)的集合。主機(jī)主機(jī)：組成網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立自主的計算機(jī)系統(tǒng)。子網(wǎng)子網(wǎng)：將入網(wǎng)主機(jī)連接起來的實體，任務(wù)是在入網(wǎng)主機(jī)之 間傳遞信息,以提供通信服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)中各主機(jī)之間傳遞信息的規(guī)則的集合。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：在通常的操作系統(tǒng)中增加了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)低層協(xié)議功能和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理功能的操作系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)n分布式系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的更高級的形式,它保持了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的全部功能。n從硬件上講，它與計算機(jī)局域網(wǎng)沒有任何區(qū)別。關(guān)鍵是軟件。n特征:1.統(tǒng)一性：一個統(tǒng)一的操作系統(tǒng)2.共享性：資源進(jìn)一步共享3.透明性:在用戶眼中分布式計算機(jī)就是一臺計算機(jī)4.自治性:處于分布式系統(tǒng)的多個主機(jī)處于平等地位n網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng)的主要不同是:網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可構(gòu)架于不同的操作系統(tǒng)之上,即在異構(gòu)系統(tǒng)上通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一配置,并不要求透明訪問。分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)n集群是分布式系統(tǒng)的一種。集群（Cluster）：由高速局域網(wǎng)連接多臺計算機(jī)組成的虛擬計算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)什么是嵌入式系統(tǒng)？n在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，完成特定功能的軟硬件系統(tǒng)n它們是一個大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中的一部分，這個大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)可以不是“計算機(jī)”n通常工作在反應(yīng)式或?qū)μ幚頃r間有較嚴(yán)格要求環(huán)境中n由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，因此稱為嵌入式系統(tǒng)手持系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的在嵌入式系統(tǒng)中的OSOS，稱為嵌入式操作系統(tǒng)，稱為嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用智能卡智能卡移動通信移動通信計算機(jī)外設(shè)計算機(jī)外設(shè)機(jī)頂盒機(jī)頂盒零售設(shè)備零售設(shè)備印刷機(jī)印刷機(jī)復(fù)印機(jī)復(fù)印機(jī)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器電話交換設(shè)備電話交換設(shè)備手持系統(tǒng)的特性手持系統(tǒng)的特性 完成某一項或有限項功能；不是通用型的完成某一項或有限項功能；不是通用型的內(nèi)存少，處理機(jī)速度慢，屏幕小內(nèi)存少，處理機(jī)速度慢，屏幕小 為了減少手持設(shè)備尺寸，使用耗電更小，體積更小，為了減少手持設(shè)備尺寸，使用耗電更小，體積更小，速度更慢的處理器；速度更慢的處理器；操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的設(shè)計不能加重處理器的負(fù)擔(dān)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的設(shè)計不能加重處理器的負(fù)擔(dān) 有些手持設(shè)備可使用無線技術(shù)，允許遠(yuǎn)程訪問電子郵有些手持設(shè)備可使用無線技術(shù)，允許遠(yuǎn)程訪問電子郵件和瀏覽網(wǎng)頁件和瀏覽網(wǎng)頁個人計算機(jī)操作系統(tǒng)個人計算機(jī)操作系統(tǒng)n Microsoft Windows系統(tǒng)n 32位多任務(wù)操作系統(tǒng)MS-DOSWindows 2000/2003 Windows NT Windows XPn Unix系統(tǒng)n 32位多用戶分時操作系統(tǒng)惠普計算機(jī)上的HP-UX IBM小型機(jī)上的AIX蘋果Mac上的AUXLinuxMinix和FreeBSD（六）（六）UNIXUNIX和和WindowsWindows UNIX系統(tǒng)是一個交互式的多用戶分時操作系統(tǒng)Windows是一個圖形化的多任務(wù)操作系統(tǒng) UNIXUNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的發(fā)展1965年：麻省理工學(xué)院、BELL實驗室、通用電器公司組成MAC課題組聯(lián)合研制Multics操作系統(tǒng)。1969年Multics在GE645計算機(jī)上運(yùn)行，但它既沒有提供預(yù)定的綜合計算服務(wù)，也不知什么時候算達(dá)到開發(fā)的目標(biāo)。BELL實驗室退出了該課題組。Multics操作系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)是要向大的用戶團(tuán)體提供對計算機(jī)的同時訪問，支持強(qiáng)大的計算能力與數(shù)據(jù)存儲，以及允許用戶在需要的時候容易共享他們的數(shù)據(jù)“滿足所滿足所有用戶的所有要求有用戶的所有要求”。UNIXUNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的發(fā)展UNIX系系統(tǒng)統(tǒng)的的作作者者：操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)的的設(shè)設(shè)計計不不應(yīng)應(yīng)也也不不可可能能做做到到“滿滿足足所所有有用用戶戶的的所所有有要要求求”，而而應(yīng)應(yīng)為為廣廣大大的的計計算算機(jī)機(jī)用戶提供一種良好的程序設(shè)計環(huán)境。用戶提供一種良好的程序設(shè)計環(huán)境。1969年K.Thompson和 D.Ritchie 為了改善他們的程序設(shè)計環(huán)境，設(shè)計了宇宙旅行的游戲，后來演化成unix系統(tǒng)早期的版本。Dennis Ritchie（創(chuàng)造了C語言）用C語言改寫了早期的UNIX系統(tǒng)。1974年在ACM通信上發(fā)表了“The unix Time-Sharing System”的論文，unix正式公布于世。UNIXUNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的發(fā)展n惠普計算機(jī)上的HP-UXnIBM小型機(jī)上的AIXn蘋果Mac上的AUXnMinix和FreeBSDnLinuxUNIXUNIX操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn) UNIX系統(tǒng)的成功有以下三個方面的原因系統(tǒng)的成功有以下三個方面的原因1.設(shè)計思想正確合理設(shè)計思想正確合理n 為廣大的計算機(jī)用戶提供一個良好的程序設(shè)計環(huán)境。n代碼有效，容易適應(yīng)特殊的需求。2.生逢其時、選擇恰當(dāng)生逢其時、選擇恰當(dāng)n生逢其時 人們盼望有一個大小適中、功能齊全、使用方便的分時操作系統(tǒng)見世，就在人們翹首以待的時候，UNIX系統(tǒng)產(chǎn)生了。n選擇恰當(dāng)，C語言編寫，可移植。在PDP-11系列的計算機(jī)上實現(xiàn)，該系統(tǒng)當(dāng)時占據(jù)小型計算機(jī)的主要市場。3.特色明顯、品質(zhì)優(yōu)良特色明顯、品質(zhì)優(yōu)良n良好的、通用的、多用戶、多任務(wù)、分時操作系統(tǒng)UNIXUNIX操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)是：主要特點(diǎn)是：系統(tǒng)用高級語言編寫 一個簡單的用戶界面-shell 樹形結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng) 文件、設(shè)備統(tǒng)一處理 內(nèi)核和核外程序的有機(jī)結(jié)合 豐富的核外系統(tǒng)程序n1990年秋天，Linus在芬蘭首都赫爾辛基大學(xué)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程，因為上機(jī)需要排隊等待，Linus買了臺PC機(jī)，開發(fā)了第一個程序，程序包括兩個進(jìn)程，向屏幕上寫字母，然后用定時器來切換進(jìn)程.nLinus需要終端仿真程序來存取Usenet新聞組的內(nèi)容，于是他寫了從調(diào)制解調(diào)器上接發(fā)信息的程序以及顯示器、鍵盤和調(diào)制解調(diào)器的驅(qū)動程序,然后寫了磁盤驅(qū)動程序，文件系統(tǒng)，一旦有了進(jìn)程切換、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動程序，當(dāng)然就擁有了一個操作系統(tǒng)原型，或者至少是它的一個內(nèi)核.nLinux是自由軟件，并在專用網(wǎng)站上公布源代碼。這樣引起了全世界操作系統(tǒng)愛好者的興趣，不斷對其進(jìn)行修改、補(bǔ)充和完善，這使得Linux日趨完善和成熟。nSlackware Linux、Redhat Linux、紅旗LinuxLinuxLinux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)WindowsWindows操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)n微軟公司nMS-DOSnWin32,Win95nWindows 2000/2003nWindows NTnWindows XPn.一波三折的微軟一波三折的微軟WindowsWindows操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)1983年10月，PC機(jī)競爭廠家的圖形界面相關(guān)產(chǎn)品上市面對市場壓力，比爾.蓋茨在1983年11月10日宣布推出Windows操作系統(tǒng)然而宣布容易，交貨就不簡單了，Windows交貨期的災(zāi)難，成了當(dāng)年計算機(jī)界的笑柄直到1985年11月20日，Windows 1.0才正式上市WindowsWindows的歷史記錄的歷史記錄Windows在當(dāng)時微軟歷史上創(chuàng)了幾個記錄：延遲交貨次數(shù)最多，投入開發(fā)人員最多，開發(fā)時間最長，更換主管人員最多不過幾年之后，Windows終于創(chuàng)造了銷售成績最佳的歷史記錄1992年4月，推出Windows 3.1,1993年5月，發(fā)表Windows NTWindows 95，Windows CE，Windows 98，Windows 2000個人計算機(jī)采用Windows占90以上，微軟公司成了壟斷PC行業(yè)的同義詞第一章第一章 小小 結(jié)結(jié)1.存儲程序式計算機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)2.操作系統(tǒng)在計算機(jī)系統(tǒng)中的地位3.操作系統(tǒng)的基本概念：定義、特征4.操作系統(tǒng)的基本功能5.操作系統(tǒng)的基本技術(shù)：多道程序設(shè)計技術(shù)、分時技術(shù)6.操作系統(tǒng)的基本類型