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操作系统01.ppt

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操作系统原理 Principles of Operating System,周湘贞 曾宪权 编著,第 1 章 操作系统概论,§1.1 操作系统的概念,1.1.1 计算机系统的结构 1.问题的引入:下面列举了一些大家熟悉的软件,你能说出它们的区别吗?极品飞车、Realone Player播放器、Visual C++、Flash、Dreamweaver MX 2004、Linux、Unix、Windows XP、Word、Windows优化大师、Oracal、升达大学学生管理系统,§1.1 操作系统的概念,2. 计算机系统的层次结构,,提供了一良好的工作环境,方便用户的使用,§1.1 操作系统的概念,2. 计算机系统的层次结构硬件系统(裸机):提供基本的可计算性资源,包括CPU、存储器(主存、辅存)、I/O系统操作系统层:对硬件作扩充和改造,提供了操作系统接口,为编译程序、编辑程序、数据库系统等的设计者提供有力支撑。系统软件:建立在操作系统改造和扩充过的机器上,提供扩展指令集,实现各种语言处理程序、数据库管理系统和其他系统程序。应用软件:解决用户不同的应用问题,§1.1 操作系统的概念,1.1.2 操作系统的视图(作用)1.操作系统是用户与计算机硬件之间的接口。,,用户A(上网),用户B(欣赏音乐),用户C(办公),浏览器,播放器,办公软件,,,,,,,,用户需求,操作界面,计算机硬件,,,,操作系统屏蔽计算机硬件的物理特性差异,给用户提供了接口,,§1.1 操作系统的概念,2.操作系统为用户提供虚拟计算机 裸机极难使用,虽有很强的指令系统,从功能上来说局限性很大。加上软件后,就可在硬件基础上,对其功能和性能进行扩充和完善。例如:如果加上一层窗口管理软件,由该软件把一台物理屏幕改造成多窗口,每个应用可以在各自的窗口中操作,用户可以在窗口环境中方便地与计算机交互。 操作系统是紧靠硬件的第一层软件,计算机上覆盖操作系统后,可扩展基本功能,为用户提供一台功能显著增强,使用更加方便,安全可靠性好,效率明显提高的机器,称为虚拟计算机,或操作系统虚拟机器(Virtual Machine)。,§1.1 操作系统的概念,3.操作系统作为计算机系统的资源管理者 在计算机系统中,能分配给用户使用的硬件和软件设施总称为资源,包括两大类:硬件资源和信息资源。这些资源是可以共享的。 对资源进行抽象研究,找出各种资源共性和个性,有序地管理计算机中的硬件、软件资源,跟踪资源使用情况,监视资源的状态,满足用户对资源的需求,协调各程序对资源的使用冲突,是现代操作系统的任务之一。,§1.1 操作系统的概念,操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地对各种资源进行分配和调度,规范计算机工作流程,方便用户使用的程序的集合。 操作系统是计算机系统的基础软件,它常驻内存,给用户程序提供一个支撑环境,所以,操作系统有哪些成分组成变得非常重要。一个比较公认的定义是操作系统是一直运行在计算机上的系统程序(通常称为内核),其它程序则为应用程序,运行在操作系统提供的良好环境中。,§1.1 操作系统的概念,1.1.3 现代操作系统的特点:现代操作系统尽管种类繁多,功能差别很大,但它们仍然具有一些共同的特征。现代操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和不确定性。1.并发性(concurrence) 并发性是指两个或多个事件或活动在同一时间间隔内发生。操作系统是一个并发的系统,并发性是它最重要的特性。操作系统的并发性是指计算机系统中同时存在若干个运行的程序,这些程序在执行时间上重叠。,§1.1 操作系统的概念,2.共享性(sharing) 共享性是现代操作系统的另一个重要特征。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。 资源共享的方式有两种:(1)互斥访问。系统中的某些资源,如打印机、磁带机等,它们虽然可以提供给多个程序使用,但在同一时间段内却只允许一个程序访问这些资源,即要求互相排斥地使用这些资源。(2)同时访问。计算机系统中还有一些资源,允许同一时间内多个程序对它们进行访问。典型的可同时访问的设备是磁盘,各种可重入程序也可被同时访问。,§1.1 操作系统的概念,3.虚拟性(virtual)虚拟性是指操作系统采用的一种管理技术,它把一个物理上的实体,变为若干个逻辑上的对应物,或者把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术。很显然,物理实体(前者)是实的,而后者是虚拟的。4.异步性(asynchronism) 在多道程序环境下,允许多个进程并发执行,但由于竞争资源等因素的限制,使进程的执行不是“一气呵成”,而是以“走走停停”的方式运行。也就是说,在多道程序环境下,程序的执行是以异步方式进行的。,§1.1 操作系统的概念,1.1.4 操作系统的功能1.
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