计算机操作系统计算机操作系统OperatingSystem2024/8/131操作系统引论PPT课件本课程地位本课程地位n专业核心课程专业核心课程n考研核心课程考研核心课程n技术开发的理论基础技术开发的理论基础2024/8/132操作系统引论PPT课件本课程内容本课程内容n第一章第一章绪论绪论n第二章第二章进程管理进程管理n第三章第三章处理机调度与死锁处理机调度与死锁n第四章第四章存储器管理存储器管理n第五章第五章设备管理设备管理n第六章第六章文件管理文件管理2024/8/133操作系统引论PPT课件第一章第一章 绪论绪论n1.1操作系统的目标、作用操作系统的目标、作用n1.2操作系统的发展过程操作系统的发展过程n1.3操作系统的基本特征操作系统的基本特征n1.4操作系统的主要功能操作系统的主要功能n1.5操作系统的结构设计操作系统的结构设计2024/8/134操作系统引论PPT课件目前常见操作系统目前常见操作系统n微软：微软：Windows系列（以前系列（以前MS-DOS）nUNIX：Solaris,AIX,HPUX,SVR4,BSD,ULTRIXn自由软件：自由软件：Linux,freeBSD,MinixnIBM:AIX,zOS(OS/390),OS/2,OS/4000,PCDOSn其他：其他：MacOS,NetWare,2024/8/135操作系统引论PPT课件操作系统的定义操作系统的定义操作系统（操作系统（operating systemoperating system，简称简称OSOS）是一组控制和管理计算机硬件和软是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地对各类作业进行调度，件资源、合理地对各类作业进行调度，以及方便用户的程序的集合。（以及方便用户的程序的集合。（p8p8）2024/8/136操作系统引论PPT课件操作系统的定义操作系统的定义操作系统操作系统是一个大型的程序系统，它是一个大型的程序系统，它负责计算机的全部软、硬件资源的分配、负责计算机的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制并协调多个任务的活动，调度工作，控制并协调多个任务的活动，实现信息的存取和保护。它提供用户接实现信息的存取和保护。它提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。口，使用户获得良好的工作环境。2024/8/137操作系统引论PPT课件操作系统的地位操作系统的地位n计计算算机机由由硬硬件件系系统统和和软软件件系系统统两两个个部部分分组组成成，它们构成了一个完整的计算机系统。它们构成了一个完整的计算机系统。2024/8/138操作系统引论PPT课件操作系统的地位操作系统的地位2024/8/139操作系统引论PPT课件操作系统的地位操作系统的地位n操作系统是计算机硬件上加载的第一层软件，操作系统是计算机硬件上加载的第一层软件，是对计算机硬件功能的首次扩充。其他软件是对计算机硬件功能的首次扩充。其他软件只有在操作系统的支持下，才能对计算机硬只有在操作系统的支持下，才能对计算机硬件工作。件工作。2024/8/1310操作系统引论PPT课件1.1 操作系统的目标、作用操作系统的目标、作用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 方便方便 有效有效可扩充性可扩充性 开放性OS的两个最重要目标的两个最重要目标2024/8/1311操作系统引论PPT课件硬件相关硬件相关应用无关应用无关u涉及物理地址、涉及物理地址、设备接口寄存器、设备接口寄存器、设备接口缓冲区设备接口缓冲区u代码量大，需硬代码量大，需硬件知识件知识u需随硬件的变化需随硬件的变化而变化而变化u提供所有应用、提供所有应用、用户共需的东西用户共需的东西u与应用无直接与应用无直接关系关系2024/8/1312操作系统引论PPT课件1.1.2 操作系统的作用操作系统的作用n1.OS作为用户与计算机硬件作为用户与计算机硬件系统之间的接口系统之间的接口n OS作为用户与计算机硬件系统之间接口的含义是：OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。或者说，用户在OS帮助下，能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。应注意，OS是一个系统软件，因而这种接口是软件接口。 OS作为接口的示意图 2024/8/1313操作系统引论PPT课件1.1.2 操作系统的作用操作系统的作用n2.OS作为计算机系统资源的管理者作为计算机系统资源的管理者n 在一个计算机系统中，通常都含有各种各样的硬件和软件资源。归纳起来可将资源分为四类：处理器、存储器、 I/O设备以及信息(数据和程序)。相应地，OS的主要功能也正是针对这四类资源进行有效的管理，即：n处理机管理， 用于分配和控制处理机；n存储器管理，主要负责内存的分配与回收；nI/O设备管理，负责I/O设备的分配与操纵；n文件管理，负责文件的存取、共享和保护。 可见，OS确是计算机系统资源的管理者。2024/8/1314操作系统引论PPT课件1.1.2 操作系统的作用操作系统的作用n3.OS用作扩充机器用作扩充机器n 对于一台完全无软件的计算机系统(即裸机)，即使其功能再强，也必定是难于使用的。如果我们在裸机上覆盖上一层I/O设备管理软件。文件管理软件。用户的窗口软件。n 每当人们在计算机系统上覆盖上一层软件后，系统功能便增强一级，由于OS自身包含了若干层软件，因此汉在裸机上覆盖上OS后，便可获得一台功能显著增强，使用极为方便的多层扩充机器（多层虚机器）2024/8/1315操作系统引论PPT课件1.1.3 推动操作系统发展的动力推动操作系统发展的动力 n1不断提高资源利用率的需要不断提高资源利用率的需要n2方便用户操作方便用户操作n3硬件的不断更新换代硬件的不断更新换代n4计算机体系结构的不断发展计算机体系结构的不断发展2024/8/1316操作系统引论PPT课件1.1.2 2 操作系统的发展过程操作系统的发展过程n操作系统的产生操作系统的产生u1.1.2.1 2.1 无操作系统时的计算机系统（无操作系统时的计算机系统（4040年代）年代）u1.1.2.2 2.2 单道批处理（单道批处理（50年代）年代）n操作系统的形成操作系统的形成u1.1.2.3 2.3 多道批处理（多道批处理（60年代初）年代初）u1.1.2.4 2.4 分时系统（分时系统（60年代中）年代中）u1.1.2.5 2.5 实时操作系统（实时操作系统（60年代中）年代中）2024/8/1317操作系统引论PPT课件1.1.2.22.2无操作系统时的计算机系统无操作系统时的计算机系统 人工操作方式人工操作方式电电子子管管计计算算机机（19461958），无无操操作作系系统统，由由手手工工控控制制作作业业的的输输入入输输出出,通通过过控控制制台开关启动程序运行。台开关启动程序运行。用用户户使使用用计计算算机机的的过过程程大大致致如如下下：先先把把程程序序纸纸带带装装上上输输入入机机，启启动动输输入入机机把把程程序序和和数数据据送送入入计计算算机机，然然后后通通过过控控制制台台开开关关启启动动程程序序运运行行，计计算算完完毕毕后后，用用户户拿拿走走打打印印结结果果，并卸下纸带。并卸下纸带。2024/8/1318操作系统引论PPT课件手工交互方式的特点手工交互方式的特点(1)程序设计直接编制二进制目标程序程序设计直接编制二进制目标程序(2)输入输出设备主要是纸带和卡片输入输出设备主要是纸带和卡片(3)程序员上机必须预约机时程序员上机必须预约机时(4)程序员自己上机操作程序员自己上机操作(5)程序的启动与结束处理都以手工方式进行程序的启动与结束处理都以手工方式进行(6)CPU等待人工操作等待人工操作(7)单用户方式，单用户方式，用户独占用户独占CPU(8)程序执行过程得不到任何帮助程序执行过程得不到任何帮助2024/8/1319操作系统引论PPT课件脱机输入输出方式（脱机输入输出方式（Off-Line I/O）n这种脱机I/O方式的主要优点如下：n(1)减少了CPU的空闲时间。 n(2) 提高I/O速度。2024/8/1320操作系统引论PPT课件1.1.2.3 2.3 单道批处理阶段单道批处理阶段操作系统的雏形，称为监控程序。操作系统的雏形，称为监控程序。单单道道批批处处理理系系统统的的工工作作过过程程：用用户户将将作作业业交交到到机机房房，操操作作员员将将一一批批作作业业输输入入到到辅辅存存（如如磁磁带带）上上，形形成成一一个个作作业业队队列列。当当需需要要调调入入作作业业时时，由由监监控控程程序序从从这这一一批批中中选选一一道道作作业业调调入入内内存存运运行行。当当这这一一作作业业完完成成时时，监监控控程程序序调调入入另另一一道道程程序序，直直到到这这一一批批作作业业全全部完成。部完成。2024/8/1321操作系统引论PPT课件1.1.2.3 2.3 单道批处理阶段单道批处理阶段单单道道批批处处理理系系统统：系系统统对对作作业业的的处处理理都都是是成成批批地地进行的、且在内存中始终只保持一道作业。进行的、且在内存中始终只保持一道作业。2024/8/1322操作系统引论PPT课件单道批处理阶段单道批处理阶段单道批处理分为：联机批处理、脱机批处理单道批处理分为：联机批处理、脱机批处理联机批处理：由联机批处理：由CPU直接控制作业输入输出直接控制作业输入输出脱机批处理：由外围机控制作业输入输出脱机批处理：由外围机控制作业输入输出2024/8/1323操作系统引论PPT课件联机批处理和脱机批处理联机批处理和脱机批处理2024/8/1324操作系统引论PPT课件单道批处理阶段的特点单道批处理阶段的特点n单道批处理系统是最早出现的一种OS，严格地说，它只能算作是OS的前身而并非是现在人们所理解的OS。尽管如此，该系统比起人工操作方式的系统已有很大进步。 该系统的主要特征如下：n (1) 自动性。 n (2) 顺序性。 n (3) 单道性。2024/8/1325操作系统引论PPT课件对单道批处理阶段的评价对单道批处理阶段的评价在单道批处理系统中，内存中仅有一道作业，它无法充分利用系统中的所有资源，致使系统性能较差。2024/8/1326操作系统引论PPT课件1.1.2.4 2.4 多道批处理多道批处理操作系统发展史上革命性变革。操作系统发展史上革命性变革。多道批处理系统(Multiprogrammed Batch Processing System)。在该系统中， 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。 多多道道程程序序设设计计技技术术：在在内内存存中中放放多多道道程程序序, ,使使它它们们在在管管理理程序的控制下相互穿插地运行。程序的控制下相互穿插地运行。2024/8/1327操作系统引论PPT课件单道和单道和多道多道程序工作过程比较程序工作过程比较CPU和设备利用率和设备利用率2024/8/1328操作系统引论PPT课件引入多道程序设计技术的优点引入多道程序设计技术的优点提高提高CPUCPU的利用率。的利用率。可提高内存和可提高内存和I/OI/O设备利用率。设备利用率。增加系统吞吐量。增加系统吞吐量。2024/8/1329操作系统引论PPT课件多道运行的特点多道运行的特点多道性：在内存中可同时驻留多道程序，并多道性：在内存中可同时驻留多道程序，并允许它们并发执行。允许它们并发执行。无序性：多个作业完成的先后顺序与它们进无序性：多个作业完成的先后顺序与它们进入内存的顺序之间，并无严格的对应关系。入内存的顺序之间，并无严格的对应关系。调度性：作业从提交给系统开始直至完成需调度性：作业从提交给系统开始直至完成需要经过两次调度：要经过两次调度： （1 1）作业调度）作业调度 （2 2）进程调度）进程调度 2024/8/1330操作系统引论PPT课件多道批处理系统的优缺点多道批处理系统的优缺点n资源利用率高。资源指资源利用率高。资源指CPUCPU及设备。及设备。n系统吞吐量大。系统吞吐量大。系统吞吐量系统吞吐量指系统在单位指系统在单位时间完成的总工作量。时间完成的总工作量。缺点：缺点：n平均周转时间长平均周转时间长n无交互能力无交互能力需要解决很多问题：需要解决很多问题：n（CPUCPU、内存、内存、I/OI/O设备、文件、作业）的设备、文件、作业）的管理问题管理问题2024/8/1331操作系统引论PPT课件操作系统操作系统n为此，应在计算机系统中增加一组软件，为此，应在计算机系统中增加一组软件，用以对上述问题进行妥善、有效地处理。用以对上述问题进行妥善、有效地处理。这组软件应包括：能控制和管理四大资源这组软件应包括：能控制和管理四大资源的软件、合理地对各类作业进行调度的软的软件、合理地对各类作业进行调度的软件，以及方便用户使用计算机的软件。件，以及方便用户使用计算机的软件。n正是这样一组软件构成了操作系统。正是这样一组软件构成了操作系统。2024/8/1332操作系统引论PPT课件练习题练习题设有两道程序，按设有两道程序，按A，B的优先次序运行，其内部计算的优先次序运行，其内部计算和和I/O操作时间如下：操作时间如下：程序程序A：使用：使用30msCPU后使用后使用40msI/OA,最后使用最后使用20msCPU程序程序B：使用：使用60msCPU后使用后使用20msI/OB,最后使用最后使用30msCPU（1）试画出按多道程序运行的时间关系图）试画出按多道程序运行的时间关系图（2）完成两道程序共花多少时间，它比单道运行节省）完成两道程序共花多少时间，它比单道运行节省多少时间多少时间2024/8/1333操作系统引论PPT课件1.1.2.5 2.5 分时系统分时系统推动多道批处理系统形成和发展的动力是推动多道批处理系统形成和发展的动力是提高提高资源利用率和系统吞吐量资源利用率和系统吞吐量。推动分时系统形成和发展的主要动力是推动分时系统形成和发展的主要动力是用户用户的的需要：需要：人人- -机交互、共享主机、方便上机。机交互、共享主机、方便上机。分时系统是指在一台主机上连接了多个带有显分时系统是指在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户共享主机中示器和键盘的终端，同时允许多个用户共享主机中的资源，每个用户都可以通过自己的终端以交互的的资源，每个用户都可以通过自己的终端以交互的方式使用计算机。方式使用计算机。 2024/8/1334操作系统引论PPT课件图示图示主机主机终终端端2024/8/1335操作系统引论PPT课件分时系统的关键分时系统的关键 为实现分时系统，其中，最关键的问题是如何使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时， 系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。 此后， 用户可继续键入下一条命令，此即人机交互。应强调指出，即使有多个用户同时通过自己的键盘键入命令，系统也应能全部地及时接收并处理 （1）及时接收 （2）及时处理2024/8/1336操作系统引论PPT课件分时系统的关键分时系统的关键 由此可见为了实现人机交互，必须彻底改变原来的批处理系统的运行方式 （1）用户作业直接进入内存 （2）不允许一个作业长期占有处理机 为此规定每个作业只运行一个很短的时间（时间片），然后暂停该作业的运行，立即调度下一个程序运行。2024/8/1337操作系统引论PPT课件分时系统的特征分时系统的特征n多路性：允许同一主机联接多台终端。系统按分时多路性：允许同一主机联接多台终端。系统按分时原则为每个用户服务。原则为每个用户服务。n独立性：每一用户独占一个终端。独立性：每一用户独占一个终端。n及时性：用户请求能在很短时间内获得响应。及时性：用户请求能在很短时间内获得响应。n交互性：可人机对话。交互性：可人机对话。2024/8/1338操作系统引论PPT课件1.1.2.6 2.6 实时操作系统实时操作系统n计算机应用范围日益扩大，比如在控制飞机飞行、导计算机应用范围日益扩大，比如在控制飞机飞行、导弹发射以及冶炼轧钢等生产过程中采用了弹发射以及冶炼轧钢等生产过程中采用了实时控制实时控制系系统，在飞机订票、银行业务中采用了统，在飞机订票、银行业务中采用了实时信息处理实时信息处理系系统，它们都打破了只把计算机用于科学计算和数据处统，它们都打破了只把计算机用于科学计算和数据处理等方面的格局。理等方面的格局。n所所谓谓“实实时时”，是是指指能能够够及及时时响响应应随随机机发发生生的的外外部部事事件件、并并对对事事件件做做出出快快速速处处理理的的一一种种能能力力。而而“外外部部事事件件”，是是指指与与计计算算机机相相连连接接的的设设备备向向计计算算机机发发出出的的各各种种服服务务请请求求。实实时时系系统统是是指指系系统统能能及及时时（或或即即时时）响响应应外外部部事事件件的的请请求求，在在规规定定的的时时间间内内完完成成对对该该事事件件的的处理，并控制所有实时任务协调一致运行。处理，并控制所有实时任务协调一致运行。2024/8/1339操作系统引论PPT课件n下图所示是一个用计算机系统控制化学生产反下图所示是一个用计算机系统控制化学生产反应的例子。应的例子。A、B两种原料通过阀门进入反应两种原料通过阀门进入反应堆。反应堆中的各种传感装置周期性地把所测堆。反应堆中的各种传感装置周期性地把所测得的温度、压力、浓度等测量信号传送给计算得的温度、压力、浓度等测量信号传送给计算机系统。计算机中的实时操作系统及时接收这机系统。计算机中的实时操作系统及时接收这些信号，并调用指定的处理程序对这些数据进些信号，并调用指定的处理程序对这些数据进行分析，然后给出反馈信号，控制两种原料行分析，然后给出反馈信号，控制两种原料A、B的流量，确保反应堆中的诸原料参数维持在的流量，确保反应堆中的诸原料参数维持在正常范围之内。若参数超过极限允许值，就立正常范围之内。若参数超过极限允许值，就立即发出报警，甚至关闭反应堆，以免发生事故。即发出报警，甚至关闭反应堆，以免发生事故。2024/8/1340操作系统引论PPT课件2024/8/1341操作系统引论PPT课件实时任务的类型实时任务的类型n一、按任务执行时是否呈现周期性来划分n(1)周期性实时任务。 n(2) 非周期性实时任务。 n外部设备所发出的激励信号并无明显的周期性，但都必须联系着一个截止时间(Deadline)。它又可分为： n 开始截止时间任务在某时间以前必须开始执行；n 完成截止时间任务在某时间以前必须完成。 2024/8/1342操作系统引论PPT课件实时任务的类型实时任务的类型n一、根据对截止时间的要求来划分n(1)硬实时任务。 n(2)软实时任务。 2024/8/1343操作系统引论PPT课件3.3实时调度实时调度 n硬实时系统中，不仅要求任务响应要实时，而且要求在规定的时间内完硬实时系统中，不仅要求任务响应要实时，而且要求在规定的时间内完成事件的处理。成事件的处理。n软实时系统仅要求事件响应是实时的，并不要求限定某一任务必须在多软实时系统仅要求事件响应是实时的，并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成长时间内完成。n硬实时对满足时限的要求会比软实时来的严格。从工作的特性上来分，硬实时对满足时限的要求会比软实时来的严格。从工作的特性上来分，硬实时工作硬实时工作(hardreal-timetask)通常指不能有任何差错的工作而软实通常指不能有任何差错的工作而软实时则是指比较容许差错的工作。例如我们常会用核能电厂和看时则是指比较容许差错的工作。例如我们常会用核能电厂和看VCD为为例，用在核能电厂的实时操作系统如果出了差错可能会导致严重的损害，例，用在核能电厂的实时操作系统如果出了差错可能会导致严重的损害，然而然而VCDPlayer出了些差错不过是让使用者认清他所用的程序不够好出了些差错不过是让使用者认清他所用的程序不够好而已。所以前者是硬实时，后者是软实时。而已。所以前者是硬实时，后者是软实时。2024/8/1344操作系统引论PPT课件实时系统与分时系统的比较实时系统与分时系统的比较n多路性多路性n独立性独立性n及时性及时性n交互性交互性n可靠性可靠性2024/8/1345操作系统引论PPT课件操作系统的分类操作系统的分类几种操作系统的比较几种操作系统的比较多道批多道批处处理系理系统统分分时时系系统统实时实时系系统统CPU时间时间分配分配作业运行时独占时间段分时事件发生时立即分配内存内存同时存放多批作业同时存放多道程序存放预置的事件处理程序响响应时间应时间运行期间不响应及时响应立即响应特殊要求特殊要求极大的资源利用率公平面向多用户高可靠性面向用面向用户户群群委托用户普通用户定向用户综合其中任意两个系统综合其中任意两个系统功能的操作系统称为通功能的操作系统称为通用系统。又分为前台作用系统。又分为前台作业和后台作业。业和后台作业。2024/8/1346操作系统引论PPT课件练习题练习题1、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统为、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统为（），允许多个用户将多个作业提交给计算机集中（），允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理操作系统为（），计算机系统能及时处理过程处理操作系统为（），计算机系统能及时处理过程控制数据并作出响应的操作系统称为（）控制数据并作出响应的操作系统称为（）A、批处理系统，、批处理系统，B、分时操作系统，、分时操作系统，C、多处理机操、多处理机操作系统，作系统，D、实时操作系统，、实时操作系统，E、网络操作系统、网络操作系统2、操作系统为用户程序完成与（）的工作、操作系统为用户程序完成与（）的工作A、硬件无关和应用无关，、硬件无关和应用无关，B、硬件相关和应用无关、硬件相关和应用无关C、硬件无关和应用相关，、硬件无关和应用相关，D、硬件相关和应用相关、硬件相关和应用相关2024/8/1347操作系统引论PPT课件练习题练习题3、在计算机上实现地最早的操作系统是一种（）操作、在计算机上实现地最早的操作系统是一种（）操作系统系统A分时分时B批处理批处理C实时实时D网络网络4、推动批处理系统形成和发展的主要动力是、推动批处理系统形成和发展的主要动力是_，推动分时系统形成和发展的动力是，推动分时系统形成和发展的动力是_5、在排版系统、飞机定票系统、股票系统、机器翻译、在排版系统、飞机定票系统、股票系统、机器翻译系统，火箭发射系统，系统，火箭发射系统，C语言编译系统和远程教育语言编译系统和远程教育系统中，属于实时操作系统的是系统中，属于实时操作系统的是2024/8/1348操作系统引论PPT课件练习题练习题n6、在主机控制下进行的输入、在主机控制下进行的输入/输出操作称为输出操作称为_操操作。作。n7、在分时系统中，为使多个用户能够同时与系统交、在分时系统中，为使多个用户能够同时与系统交互，最关键的问题是互，最关键的问题是_；当用户数目；当用户数目为为100时，为保证响应时间不超过时，为保证响应时间不超过2S，此时的时间，此时的时间片最大应为（）。片最大应为（）。n8、在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（）；、在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（）；在设计批处理系统时，首先要考虑的是（）；在设在设计批处理系统时，首先要考虑的是（）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（）。计实时操作系统时，首先要考虑的是（）。A、灵活性和可适应性、灵活性和可适应性B、交互性和响应时间、交互性和响应时间C、周转时间和系统吞吐量、周转时间和系统吞吐量D、实时性和可靠性。、实时性和可靠性。2024/8/1349操作系统引论PPT课件1.1.2.6 2.6 微机操作系统的发展微机操作系统的发展n单用户单任务单用户单任务n单用户多任务单用户多任务n多用户多任务多用户多任务2024/8/1350操作系统引论PPT课件1.1.2.6 2.6 微机操作系统的发展微机操作系统的发展n单用户单任务单用户单任务 只只允允许许一一个个用用户户上上机机, ,且且只只允允许许用用户户程程序序作作为为一个任务运行。一个任务运行。u CP/M CP/Mu MS-DOSMS-DOS2024/8/1351操作系统引论PPT课件实用操作系统实用操作系统nMS DOS操作系统u和它的名字一样（Disk Operating System）,其特点在于优良的文件系统，是一个单用户单任务操作系统。uMS DOS系统开销小，运行效率高，适用于微型机，但无法发挥硬件能力，缺乏对数据库、网络通信的支持，没有通用的应用程序接口，用户界面不友善，最后一个版本6.22在1994年推出后便不再后续。 2024/8/1352操作系统引论PPT课件1.1.2.6 2.6 微机操作系统的发展微机操作系统的发展n单用户多任务单用户多任务 只只允允许许一一个个用用户户上上机机, ,但但允允许许用用户户把把程程序序分分为为若若干干个个任任务务，使使它它们们并并发发执执行行，从从而而有有效效地地改改善善了了系系统统的的性性能能。目目前前在在3232位位机机上上配配置置的的操操作作系系统统基基本本上上都都是是单用户多任务操作系统单用户多任务操作系统u Windows Windows它是一个它是一个面向傻瓜用户面向傻瓜用户的系统；发展方向的系统；发展方向是开发更亲切是开发更亲切易用的界面，增加更多的用户功能，对用户的行为更宽容；易用的界面，增加更多的用户功能，对用户的行为更宽容；其内部的设计与其他操作系统并没有什么两样；其内部的设计与其他操作系统并没有什么两样；包含了用于包含了用于个人机的个人机的多任务分时操作系统多任务分时操作系统WindowsProfessional和用于网络的和用于网络的网络操作系统网络操作系统WindowsServer。2024/8/1353操作系统引论PPT课件1.1.2.6 2.6 微机操作系统的发展微机操作系统的发展n多用户多任务多用户多任务 允允许许多多个个用用户户通通过过各各自自的的终终端端使使用用同同一一台台机机器器，共共享享主主机机系系统统中中的的各各种种资资源源，而而每每个个用用户户程程序序又又可可进进一一步步分分为为几几个个任任务务，使使它它们们能能并并发发执执行行，从从而而可可进进一一步步提提高高资资源源利利用用率率和和系统吞吐量。系统吞吐量。uUNIXUNIXuSolaris OSSolaris OSuLinux OSLinux OS2024/8/1354操作系统引论PPT课件实用操作系统实用操作系统nUnix操作系统 F1969年年美国电报电话公司的美国电报电话公司的贝尔实验室开发成功贝尔实验室开发成功，F1973年用出年用出C语言改写语言改写，F1978年的年的Unix第第7版，可以看作当今版，可以看作当今Unix的祖先，该版为的祖先，该版为Unix走进商界奠定了基础。走进商界奠定了基础。FUnix是目前唯一可以安装和运行在从微型机、工作站直到是目前唯一可以安装和运行在从微型机、工作站直到大型机和巨型机上的操作系统。大型机和巨型机上的操作系统。F目前目前Unix已不是指一个具体操作系统，已不是指一个具体操作系统，许多公司和大学都许多公司和大学都推出了自己的推出了自己的Unix系统，如系统，如AT&T的的SVR，SUN的的Solaris，Berkeley的的UnixBSD，DEC的的DigitalUnix，HP的的HPUX，SGI的的Irix，CMU的的Mach，SCO公司的公司的SCOUnixWare，IBM的的AIX等。等。FUNIX用用C语言编写，语言编写，具有可移植的具有可移植的，是一个，是一个良好良好的、的、通用通用的、的、多用户多用户、多任务多任务、分时分时的操作系统。其运行时的的操作系统。其运行时的安全安全性性、可靠性可靠性以及以及强大的计算能力强大的计算能力赢得广大用户的信赖赢得广大用户的信赖 2024/8/1355操作系统引论PPT课件实用操作系统实用操作系统nLinux操作系统u由芬兰藉科学家Linus Torvalds于1991年编写完成的一个操作系统内核，当时他还是芬兰赫尔辛基大学计算机系的学生，在学习操作系统课程中，自己动手编写了一个操作系统原型，并把这个系统放在Internet上，允许自由下载；u许多人对这个系统进行改进、扩充、完善，Linux由最初一个人写的原型变化成在Internet上由无数志同道合的程序高手参与的一场运动。uLinux继承了Unix的优点，又有了许多更好的改进，由于其开放的源代码，有利于发展各种操作系统，它符合Unix的POSIX标准，各种应用可方便地移植。2024/8/1356操作系统引论PPT课件1.1.3 3 操作系统的基本特征操作系统的基本特征n并发（并发（ConcurrenceConcurrence）n共享（共享（SharingSharing）n虚拟（虚拟（VirtualVirtual）n异步性（异步性（AsynchronismAsynchronism）2024/8/1357操作系统引论PPT课件1.3.11.3.1并发性并发性所所谓谓并并发发是是指指在在内内存存中中放放多多道道作作业业，在在一一个个时时间间段段上上来来看看，每每一一道道作作业业都都能能不不同同程程度度地地向向前前推推进进。但但在在任任何何一一个个时时间间点点上上只只能能有有一一道道占占用用CPU。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生； 并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内，宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替执行。2024/8/1358操作系统引论PPT课件1.3.11.3.1并发性并发性进程进程程程序序是是静静态态实实体体，在在多多道道程程序序系系统统中中，它它们们是是不不能能独独立立运运行行的的，更更不不能能和和其其它它程程序序并并发执行。发执行。为为了了使使多多个个程程序序能能并并发发执执行行，在在操操作作系系统中引入了进程。统中引入了进程。2024/8/1359操作系统引论PPT课件1.3.11.3.1并发性并发性线程线程将将一一个个进进程程分分为为若若干干个个线线程程，它它们们可可以以利利用用进进程程所所拥拥有有的的资资源源，可可以以独独立立运运行行，可可以以并并发发执执行行。它它更高效地提高了系统内多个程序间并发执行的程度。更高效地提高了系统内多个程序间并发执行的程度。n(2009年考研年考研)单处理机系统中，可并行的是单处理机系统中，可并行的是I进程与进程进程与进程II.处理机与设备处理机与设备III处理机与通道处理机与通道IV.设备与设备设备与设备AI、II和和IIIBI、II和和IVCI、III和和IVDII、III和和IV2024/8/1360操作系统引论PPT课件1.3.21.3.2共享性共享性系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使用。用。两种共享方式：两种共享方式：n互斥共享方式（打印机）互斥共享方式（打印机）u一段时间内只允许一个进程访问（临界资源）一段时间内只允许一个进程访问（临界资源）n同时访问方式（磁盘设备）同时访问方式（磁盘设备）u允许在一段时间内由多个进程允许在一段时间内由多个进程“同时同时”对它们进对它们进行访问。行访问。并发并发和和共享共享是操作系统的两个最基本特征是操作系统的两个最基本特征2024/8/1361操作系统引论PPT课件1.3.31.3.3虚拟虚拟一个物理实体映射为若干个对应的逻一个物理实体映射为若干个对应的逻辑对应物。虚拟是操作系统管理系统资辑对应物。虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率源的重要手段，可提高资源利用率nCPU每个用户（进程）的每个用户（进程）的虚处理机虚处理机n内存内存虚拟存储器虚拟存储器nI/O设备多台逻辑上的设备多台逻辑上的I/O设备设备在操作系统中利用了两种方式实现虚拟在操作系统中利用了两种方式实现虚拟技术：时分复用和空分复用技术：时分复用和空分复用2024/8/1362操作系统引论PPT课件1.3.31.3.3虚拟虚拟时分复用时分复用 分时使用某个设备提高其利用率。n虚拟处理机技术虚拟处理机技术利用多道程序设计技术，为每道程序建立一个进程，让多道程序并发地执行，以此来分时使用一台处理机。 n虚拟设备技术虚拟设备技术 将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑上的I/O设备，并允许每一个用户占用一台逻辑上的I/O设备。2024/8/1363操作系统引论PPT课件1.3.31.3.3虚拟虚拟空分复用空分复用 主要提高存储空间的利用率。n虚拟磁盘技术虚拟磁盘技术将一台硬盘虚拟为多台虚拟磁盘。 n虚拟存储器技术虚拟存储器技术 提高内存的利用率。2024/8/1364操作系统引论PPT课件1.3.41.3.4异步性异步性操作系统必须随时对以不可预测的次序发生的事操作系统必须随时对以不可预测的次序发生的事件进行响应件进行响应 n进程的运行速度不可预知：分时系统中，多个进程进程的运行速度不可预知：分时系统中，多个进程并发执行，并发执行，“走走停停走走停停”，无法预知每个进程的运，无法预知每个进程的运行推进快慢行推进快慢进程的异步性是操作系统的一个重要特征进程的异步性是操作系统的一个重要特征2024/8/1365操作系统引论PPT课件1.1.4 4 操作系统的功能操作系统的功能 n1.1.4.1 4.1 处理机管理处理机管理n1.1.4.2 4.2 存储器管理存储器管理n1.1.4.3 4.3 设备管理设备管理n1.1.4.4 4.4 文件管理文件管理n1.4.5 1.4.5 用户接口用户接口2024/8/1366操作系统引论PPT课件资源管理资源管理n将计算机系统内的将计算机系统内的所所有硬件、软件、数据等有硬件、软件、数据等看作资源看作资源，操作系统的，操作系统的任务就是对这些资源进任务就是对这些资源进行行分配分配、释放释放、相互配相互配合合、信息记录信息记录和和信息修信息修改改n资源是资源是静态静态的，而操的，而操作系统是作系统是动态动态的的n动态的管理者不断地动态的管理者不断地调整资源的分配与释放，调整资源的分配与释放，实现用户所要求的各种实现用户所要求的各种功能。功能。Windows系统中对所有资源的组织与管理系统中对所有资源的组织与管理由于资源有不同的种类，资源的打开方式和操作方式也由于资源有不同的种类，资源的打开方式和操作方式也是不同的，是不同的，Windows将这些展示平台集中在一起用户将这些展示平台集中在一起用户可以自由选择可以自由选择2024/8/1367操作系统引论PPT课件1.1.4.1 4.1 处理机管理功能处理机管理功能处处理理机机是是最最重重要要的的资资源源，现现代代操操作作系系统统允允许许多多个个程程序序共共享享处处理理机机，按按照照某某种种算算法法（分分时时、优优先先级级）交替地使用处理机。交替地使用处理机。处处理理机机管管理理的的主主要要任任务务是是对对处处理理机机进进行行分分配配，并对其运行有效的控制和管理。并对其运行有效的控制和管理。处处理理机机的的分分配配和和运运行行都都是是以以进进程程为为基基本本单单位位。因此对处理机的管理可归结为对进程的管理。因此对处理机的管理可归结为对进程的管理。 包括进程控制、进程同步、进程通信、进程调度包括进程控制、进程同步、进程通信、进程调度。2024/8/1368操作系统引论PPT课件1.1.4.1 4.1 处理机管理功能处理机管理功能n进程控制进程控制：n进程控制的主要功能是为作业创建进程、撤消已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换。n 在OS中经常是利用若干条进程控制原语或系统调用，来实现进程控制的。n 原语 原子性 2024/8/1369操作系统引论PPT课件1.1.4.1 4.1 处理机管理功能处理机管理功能n进程同步进程同步：n为使多个进程能有条不紊地运行，系统中必须设置进程同步机制。进程同步的主要任务是为多个进程(含线程)的运行进行协调。有两种协调方式： n 进程互斥方式， 这是指诸进程(线程)在对临界资源进行访问时，应采用互斥方式；n 进程同步方式，指在相互合作去完成共同任务的诸进程(线程)间，由同步机构对它们的执行次序加以协调。2024/8/1370操作系统引论PPT课件1.1.4.1 4.1 处理机管理功能处理机管理功能n进程通信进程通信：n系统为一个应用程序建立多个进程，这些进程相互合作去完成一个共同的任务。而在这些进程之间，又往往需要交换信息。n进程通信的任务就是用来实现在相互合作进程之间的信息交换。n直接通信方式n间接通信方式email2024/8/1371操作系统引论PPT课件1.1.4.1 4.1 处理机管理功能处理机管理功能调度调度：n在后备队列上等待的每个作业，通常都要经过调度才能执行，包括作业调度和进程调度。 作业调度的基本任务，是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配其必需的资源(首先是分配内存)。 在将它们调入内存后，便分别为它们建立进程，使它们都成为可能获得处理机的就绪进程，并按照一定的算法将它们插入就绪队列。（外-内）进程调度的任务，则是从进程的就绪队列中选出一新进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场， 使进程投入执行。（内-内）2024/8/1372操作系统引论PPT课件进程管理观点进程管理观点n认为系统中存在着大量的动态行为：u处理机在执行着程序，u存储器上面的页面被不断地换出、换进，u设备上数据在流动，u用户在不停地命令计算机做事。n这一切动态的行为都是以叫做进程的形式存在着，操作系统对进程进行管理。进程不是静态的程序，而是程序运行起进程不是静态的程序，而是程序运行起来才会存在的一个实体，进程是一个来才会存在的一个实体，进程是一个动动态态的概念。的概念。2024/8/1373操作系统引论PPT课件1.1.4.2 4.2 存储器管理功能存储器管理功能存存储储器器管管理理的的主主要要任任务务，是是为为多多道道程程序序的的运运行行提提供供良良好好的的环环境境，方方便便用用户户使使用用存存储储器器，提提高高存存储储器器的的利利用率，以及能从逻辑上扩充内存。用率，以及能从逻辑上扩充内存。存储器管理要具备下列功能：存储器管理要具备下列功能：n内存分配内存分配：为为每道程序分配内存空每道程序分配内存空间间。n内存保护：使多道程序间互不干扰内存保护：使多道程序间互不干扰n地地址址映映射射：把把程程序序中中的的逻逻辑辑地地址址映映射射为为物物理理地地址址n存贮扩充：用辅存扩充主存，实现存贮扩充：用辅存扩充主存，实现“虚拟存贮器虚拟存贮器”2024/8/1374操作系统引论PPT课件1.1.4.2 4.2 存储器管理功能存储器管理功能n内内存存分分配配：为为每每道道程程序序分分配配内内存存空空间间，提提高高存存储储器器的的利利用用率率，以以减减少少不不可可用用的的内内存存空空间间，允允许许正正在在运运行行的的程程序序申申请请附附加加的的内内存存空空间间，以以适适应应程程序序和和数数据据动动态态增增长长的的需需要要。可可采采取取静静态态和和动态动态两种方式。两种方式。在在静静态态分分配配方方式式中中，每每个个作作业业的的内内存存空空间间是是在在作作业业装装入入时时确确定定的的；在在作作业业装装入入后后的的整整个个运运行行期期间间，不不允允许许该该作作业业再再申申请请新新的的内内存存空空间间，也也不不允允许许作作业业在内存中在内存中“移移动动”；在在动动态态分分配配方方式式中中，每每个个作作业业所所要要求求的的基基本本内内存存空空间间，也也是是在在装装入入时时确确定定的的，但但允允许许作作业业在在运运行行过过程程中中，继继续续申申请请新新的的附附加加内内存存空空间间，以以适适应应程序和数据的程序和数据的动态动态增增涨涨，也允，也允许许作作业业在内存中在内存中“移移动动”。2024/8/1375操作系统引论PPT课件1.1.4.2 4.2 存储器管理功能存储器管理功能n内存分配内存分配： 为了实现内存分配，在内存分配的机制中应具有这样的结构和功能： 内存分配数据结构，该结构用于记录内存空间的使用情况，作为内存分配的依据； 内存分配功能，系统按照一定的内存分配算法，为用户程序分配内存空间； 内存回收功能，系统对于用户不再需要的内存，通过用户的释放请求，去完成系统的回收功能2024/8/1376操作系统引论PPT课件1.1.4.2 4.2 存储器管理功能存储器管理功能n内存保护内存保护： 内存保护的主要任务，是确保每道用户程序都只在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰。 界限寄存器 2024/8/1377操作系统引论PPT课件1.1.4.2 4.2 存储器管理功能存储器管理功能n地址映射地址映射： 一个应用程序(源程序)经编译后，通常会形成若干个目标程序；这些目标程序再经过链接便形成了可装入程序。这些程序的地址都是从“0”开始的，程序中的其它地址都是相对于起始地址计算的； 由这些地址所形成的地址范围称为“地址空间”， 其中的地址称为“逻辑地址”或“相对地址”。此外，由内存中的一系列单元所限定的地址范围称为“内存空间”， 其中的地址称为“物理地址”。 地址映射功能，以将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。 2024/8/1378操作系统引论PPT课件1.1.4.2 4.2 存储器管理功能存储器管理功能n内存扩充内存扩充：n存储器管理中的内存扩充任务，并非是去扩大物理内存的容量，而是借助于虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量，使用户所感觉到的内存容量比实际内存容量大得多； 或者是让更多的用户程序能并发运行。这样，既满足了用户的需要，改善了系统的性能，又基本上不增加硬件投资。 为了能在逻辑上扩充内存，系统必须具有内存扩充机制， 用于实现下述各功能：n (1) 请求调入功能。 n (2) 置换功能。 2024/8/1379操作系统引论PPT课件1.1.4.3 4.3 设备管理功能设备管理功能最庞大、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2024/8/1380操作系统引论PPT课件1.1.4.3 4.3 设备管理功能设备管理功能n设设备备管管理理用用于于管管理理计计算算机机系系统统中中所所有有的的外外围围设设备备，而而设设备备管管理理的的主主要要任任务务是是，完完成成用用户户进进程程提提出出的的I/O请请求求；为为用用户户进进程程分分配配其其所所需需的的I/O设设备备；提提高高CPU和和I/O设设备备的的利利用用率率；提提高高I/O速速度度；方方便便用用户户使使用用I/O设备。应具有功能：设备。应具有功能：n缓缓冲冲管管理理：为为设设备备提提供供缓缓冲冲区区以以缓缓和和CPU同同设设备备的的I/O速度不匹配的矛盾。速度不匹配的矛盾。n设备分配设备分配n设备处理：为设备提供驱动程序。设备处理：为设备提供驱动程序。n设备独立性和虚拟设备设备独立性和虚拟设备2024/8/1381操作系统引论PPT课件1.1.4.4 4.4 文件管理功能文件管理功能 文件管理的主要任务是为每个文件分配必要的外存空间，提高外存的利用率，并能有助于提高文件系统的运行速度。文件系统管理的功能：文件系统管理的功能：n文件存储空间管理。文件存储空间管理。n目目录录管管理理：为为了了用用户户方方便便找找到到他他所所需需的的文文件件。n文件的读写管理和保护。文件的读写管理和保护。2024/8/1382操作系统引论PPT课件1.1.4.5 4.5 用户接口用户接口用户接口 便于用户直接或间接的控制自己的作业。l联机用户接口：由一组键盘操作命令及命令解释程 序组成l脱机用户接口：该接口是为批处理作业的用户提供的，故也称为批处理用户接口。该接口由一组作业控制语言JCL组成。l图形接口：图形用户接口采用了图形化的操作界面， 用非常容易识别的各种图标(icon)来将系统的各项功能、各种应用程序和文件，直观、逼真地表示出来。2024/8/1383操作系统引论PPT课件1.1.4.5 4.5 用户接口用户接口程序接口 该接口是为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，是用户程序取得操作系统服务的惟一途径。 它由一组系统调用组成。2024/8/1384操作系统引论PPT课件 1. 软件的含义 所谓软件，是指当计算机运行时，能提供所要求的功能和性能的指令和程序的集合，该程序能够正确地处理信息的数据结构；作为规范软件，还应具有描述程序功能需求以及程序如何操作使用的文档。如果说，硬件是物理部件，那么，软件则是一种逻辑部件，它具有与硬件完全不同的特点。1.5 操作系统的结构设计操作系统的结构设计 2024/8/1385操作系统引论PPT课件 在计算机的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。u对软件开发成本和进度的估计常常很不准确u用户对已完成的软件系统不满意的现象经常发生u软件产品的质量往往靠不住u软件常常是不可维护的u软件通常没有适当的文档资料u。软件危机软件危机 2024/8/1386操作系统引论PPT课件2.软件工程的含义软件工程的含义 软件工程是指运用系统的、规范的和可定量的方法，来开发、运行和维护软件；或者说，是采用工程的概念、 原理、 技术和方法，来开发与维护软件， 其目的是为了解决在软件开发中所出现的编程随意、软件质量不可保证以及维护困难等问题。 2024/8/1387操作系统引论PPT课件 操作系统是一个十分复杂的大型软件。为了控制该软件的复杂性，在开发OS时，先后引入了分解、模块化、 抽象和隐蔽等方法。开发方法的不断发展，促进了OS结构的更新换代。这里，我们把第一代至第三代的OS结构， 称为传统的OS结构，而把微内核的OS结构称为现代OS结构。 1.5.1 传统的操作系统结构传统的操作系统结构2024/8/1388操作系统引论PPT课件1.无结构操作系统无结构操作系统 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上，缺乏首尾一致的设计思想。 此时的OS是为数众多的一组过程的集合，各过程之间可以相互调用，在操作系统内部不存在任何结构，因此，这种OS是无结构的，也有人把它称为整体系统结构。 2024/8/1389操作系统引论PPT课件2.模块化模块化OS结构结构 1) 模块化结构 模块化程序设计技术，是最早(20世纪60年代)出现的一种程序设计技术。该技术是基于“分解”和“模块化”原则来控制大型软件的复杂度的。将OS按其功能划分为若干个具有一定独立性和大小的模块。每个模块具有某方面的管理功能，并规定好各模块间的接口，使各模块之间能通过该接口实现交互，然后再进一步将各模块细分为若干个具有一定管理功能的子模块，同样也要规定各子模块之间的接口。若子模块较大时，再进一步将它细分。图 1-5 示出了由模块、子模块等组成的模块化OS结构。 2024/8/1390操作系统引论PPT课件图 1-5 模块化操作系统结构 2024/8/1391操作系统引论PPT课件2) 模块化OS的优点(1)提高了OS设计的正确性、 可理解性和可维护性。 (2)(2) 增强了OS的可适应性。 (3)(3) 加速了OS的开发过程。 模块化结构设计的缺点：首先，在开始设计OS时，对模块的划分及对接口的规定并不精确， 而且还可能存在错误，因而很难保证按此规定所设计出的模块会完全正确，这将使在把这些模块装配成OS时发生困难；其次，从功能观点来划分模块时，未能将共享资源和独占资源加以区别；由于管理上的差异，又会使模块间存在着复杂的依赖关系使OS结构变得不清晰。 2024/8/1392操作系统引论PPT课件3.分层式分层式OS结构结构 1) 分层的基本概念从物理机器开始， 在其上面先添加一层具有一定功能的软件A1, 由于A1是建立在完全确定的物理机器上的，在经过精心设计和几乎是穷尽无遗的测试后，可以认为A1是正确的；然后再在A1上添加一层新软件A2，如此一层一层地自底向上增添软件层，每一层都实现若干功能，最后总能构成一个能满足需要的OS。 2024/8/1393操作系统引论PPT课件 分层式结构设计的基本原则是：每一层都仅使用其底层所提供的功能和服务，这样可使系统的调试和验证都变得容易， 例如，在调试第一层软件A1时，由于它只使用了物理机器提供的功能，因此它将与其所有的高层软件A2，An无关； 同样在调试A2时，它也只使用了A1和物理机器所提供的功能， 而与其高层软件A3, ，An无关，这样，一旦发现Ai出现错误时，通常该错误只会局限于Ai，因为它与所有其高层的软件无关，而Ai层以下的各层软件，又都经过仔细的调试。 2024/8/1394操作系统引论PPT课件分层结构的优点分层结构的优点 1) 易保证系统的正确性 2）易扩充和易维护性分层结构的缺点分层结构的缺点 1）降低了系统效率2024/8/1395操作系统引论PPT课件1.客户客户/服务器模式服务器模式(Client-ServerModel)的组成的组成 1) 客户机 2）服务器 3）网络系统1.5.2 客户服务器模式客户服务器模式 2024/8/1396操作系统引论PPT课件2.客户客户/服务器之间的交互服务器之间的交互 1) 客户发送请求消息 2）服务器接收消息 3）服务器回送消息 4）客户机接收消息1.5.2 客户服务器模式客户服务器模式 2024/8/1397操作系统引论PPT课件3.客户客户/服务器模式的优点服务器模式的优点 1) 数据的分布处理和存储 2）便于集中管理 3）灵活性和可扩充性 4）易于改编应用软件1.5.2 客户服务器模式客户服务器模式 2024/8/1398操作系统引论PPT课件1.面向对象技术的基本概念面向对象技术的基本概念 面向对象技术是20世纪80年代初提出并很快流行起来的。该技术是基于“抽象”和“隐蔽”原则来控制大型软件的复杂度的。 1)对象，是指在现实世界中具有相同属性、服从相同规则的一系列事物的抽象，而把其中的具体事物称为对象的实例。1.5.3 面向对象的程序设计面向对象的程序设计 2024/8/1399操作系统引论PPT课件图 1-7 一个对象的示意图 数据结构数据结构过程过程1过程过程2过程过程32024/8/13100操作系统引论PPT课件1.面向对象技术的基本概念面向对象技术的基本概念 2)对象类许多对象可能表示的是同一类事物，每个对象具有自己的变量集合，而它们所具有的方法是相同的。对象类用来定义一组大体相似的对象。对象是类的实例。1.5.3 面向对象的程序设计面向对象的程序设计 2024/8/13101操作系统引论PPT课件1.面向对象技术的基本概念面向对象技术的基本概念 3)继承在面向对象技术中，可以根据已有类来定义一个新的类，新类被称为子类，原来的类被称为父类。继承是父类和子类之间共享变量和方法的机制，该机制规定，子类自动继承父类中定义的变量和方法，并允许子类再增加新内容。1.5.3 面向对象的程序设计面向对象的程序设计 2024/8/13102操作系统引论PPT课件2.面向对象技术的优点面向对象技术的优点 1)通过重用提高产品的质量和生产率2）使系统具有更好的易修改性和易扩展性3）更易于保证系统的“正确性”和“可靠性”1.5.3 面向对象的程序设计面向对象的程序设计 2024/8/13103操作系统引论PPT课件微微内内核核结结构构：具具有有以以微微内内核核为为OS核核心心，以以客客户户/服服务务器器为为基基础，并采用面向对象的程序设计方法的特征础，并采用面向对象的程序设计方法的特征1.微内核的基本概念微内核的基本概念 1) 足够小的内核：精心设计的、能实现现代OS最基本的核心功能的部分。它与一般的OS(程序)不同， 它更小更精炼，它不仅运行在核心态，而且开机后常驻内存， 它不会因内存紧张而被换出内存。微内核并非是一个完整的OS， 而只是为构建通用OS提供一个重要基础。 2）基于客户/服务器模式：OS的大部分功能和服务，都是由若干服务器来提供的， 如文件服务器、作业服务器和网络服务器等1.5.4 微内核微内核OS结构结构 2024/8/13104操作系统引论PPT课件图 1-10 单机环境下的客户/服务器模式 2024/8/13105操作系统引论PPT课件微微内内核核结结构构：具具有有以以微微内内核核为为OS核核心心，以以客客户户/服服务务器器为为基基础，并采用面向对象的程序设计方法的特征础，并采用面向对象的程序设计方法的特征1.微内核的基本概念微内核的基本概念 3) 机制与策略分离 4）采用面向对象技术1.5.4 微内核微内核OS结构结构 2024/8/13106操作系统引论PPT课件2微内核的基本功能微内核的基本功能 微内核所提供的功能，通常都是一些最基本的功能，如进程管理、存储器管理、进程间通信、 低级I/O功能。 (1) 进程管理。 (2) 存储器管理。 (3) 进程通信管理。 (4) I/O设备管理。1.5.4 微内核微内核OS结构结构 2024/8/13107操作系统引论PPT课件2微内核操作系统的优点微内核操作系统的优点 (1) 提高了系统的可扩展性。 (2) 增强了系统的可靠性。 (3) 可移植性。 (4) 提供了对分布式系统的支持。 (5) 融入了面向对象技术缺点:运行效率降低.1.5.4 微内核微内核OS结构结构 2024/8/13108操作系统引论PPT课件windows操作系统操作系统个人机用户眼中的个人机用户眼中的计算机：计算机：打开计算机的电源等待荧光屏上闪烁的文字图像逐渐的稳定下来Windows 所展示的任务桌面 2024/8/13109操作系统引论PPT课件windos操作系统操作系统自己的计算机里到底自己的计算机里到底装了什么软件？装了什么软件？我的电脑中的“本地磁盘”；设备如何设置？设备如何设置？“开始设置控制面板”；系统在怎样运作？系统在怎样运作？“开始控制面板管理工具性能系统监视器” 2024/8/13110操作系统引论PPT课件练习题练习题n操作系统的基本类型主要有操作系统的基本类型主要有_、_、_。n按在内存中同时运行程序的数目可以将批处按在内存中同时运行程序的数目可以将批处理系统分为两类：理系统分为两类：_和和_。n下列选项中，操作系统提供的给应用程序的下列选项中，操作系统提供的给应用程序的接口是（）。接口是（）。(2010考研考研)A、系统调用、系统调用B、中断、中断C、库函数、库函数D、原语、原语2024/8/13111操作系统引论PPT课件练习题练习题n1、现代操作系统两个最基本的特征是_和_n2、操作系统的四大功能是_、_、_、_。n3、并发性是指若干事件在（）发生的。nA、同一时刻 B、不同时刻 C、同一时间间隔 D、不同时间间隔2024/8/13112操作系统引论PPT课件