计算机操作系统第一章学习内容学习目标学习重点、难点2025/3/6操作系统得概念(p2)从用户得观点来看:操作系统可以看成就是计算机得硬件扩充——方便用户灵活地使用计算机从系统管理人员得观点来看:操作系统就是管理资源得程序扩充——计算机资源得管理者(提高资源使用得效率)从发展得观点看:操作系统就是操作系统就是机器与用户得接口——为发展提供方便(方便系统扩充)综上所述:操作系统就是计算机系统中得一个系统软件,她就是这样一些程序模块得集合——她们管理和控制计算机系统中得硬件及软件资源,合理地组织计算机工作流程,以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展得工作环境,从而在计算机与其用户之间起到接口得作用。1、2操作系统得形成和发展1946年—50年代末:第一代,电子管时代,无操作系统(手工操作系统)。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20世纪末:第四代,大规模和超大规模集成电路时代,分时系统。21世纪初开始,以移动、分布和网络计算为代表,现代计算机正向着普适计算、网络计算以及巨型、微型、并行、分布、网络化、智能化和生物信息化几个方面发展着1、2、1、手工操作阶段(电子管时代)用户在计算机上算题得所有工作都要用户人工干预,如程序得装入、运行、结果得输出等全部都由用户完成。1、特点:无任何软件有人工干预独占性串行性机器作业在机器上人工操操作时间与机器速度计算所需时间作时间有效运行时间之比1万次/秒1小时3分钟1:2060万次/秒1分钟3分钟3:11、2、2早期批处理阶段(晶体管)大家有疑问的，可以询问和交流2025/3/6脱机批处理系统:由主机和外围计算机(卫星机)组成,外围计算机负责I/O处理,主机和外围计算机可以并行工作。3、执行系统1、2、3多道程序系统(集成电路)1、单道程序得工作情况例1:某作业运行时,不断从输入机输入数据,有CPU处理1000个字符需300ms,输入机输入1000个字符需1000ms,问CPU就是否需要等待？2、多道程序得工作情况3、什么就是多道程序设计技术在计算机内存中同时存放几道相互独立得程序。这些程序在管理程序控制之下,相互穿插地运行。当某道程序因某种原因不能继续运行下去时(如等待外部设备传输数据),管理程序便将另一道程序投入运行。4、多道运行得特征多道:内存中同时存放几个作业;宏观上并行运行:都处于运行状态,但都未运行完;微观上串行运行:各作业交替使用CPU;5、多道成批系统在批处理系统中采用多道程序设计技术,就形成了多道批量操作系统。该系统把用户提交得作业成批地送入计算机内存,然后由作业调度程序自动地选择作业运行。优点:缩短作业之间得交接时间,减少处理机得空闲等待时间,提高系统得吞吐量。缺点:用户响应时间较长。用户既不能了解自己程序得运行情况,也不能控制计算机。批处理系统中作业处理及状态单道(uniprogramming)和多道批处理得比较1、2、4、分时系统2025/3/6分时操作系统分时操作系统利用分时技术实现多道程序设计得一种操作系统,她一般采用时间片轮转得办法,使一台计算机同时为多个终端用户服务,对每个用户都能保证足够快得响应时间,并提供交互会话功能。分时操作系统得特点:交互性:用户与计算机之间可进行“会话”。多路调制性:即众多联机用户可以同时使用同一台计算机,共享CPU和其她资源,充分发挥系统得效率;及时性:在用户能够接受得时间内得到响应独立性:各终端用户感觉到自己独占了计算机;早期计算机系统就是用于科学与工程得数值计算,如第一台计算机(1944年)产生得原因就就是解决大口径火炮设计中得计算问题:弹道轨迹、弹着点和材料得各种应力分布得计算。还有原子弹设计和实验中大量得计算问题,用当时得计算工具已经解决不了。到了60年代初,计算机开始应用到生产过程控制、工业控制、防空系统、信息处理等,在这些应用中不但要解决计算问题,还要求在规定得时间内完成计算,即实时处理。在实时处理中得一个核心得问题就就是响应时间问题。响应时间:指用户发出命令,到系统完成用户命令所需得时间。批处理操作系统没有分时操作系统秒级(一般情况)实时操作系统微秒级甚至更小(经典说法)系统满足用户时限(deadline)得要求(现代)实时操作系统:实时操作系统就是又一种类型得操作系统,对外部得请求,实时操作系统能够在规定得时间内处理完毕。实时:指计算机对于用户请求能足够快地进行处理,并做出反映。要求毫秒、微秒级。实时操作系统得应用:实时控制:工业过程控制、防空系统等实时信息