第1章操作系统概述1.1什么是操作系统1.2操作系统的目标和功能1.3操作系统的发展历程1.4操作系统的分类1.5支持操作系统的硬件环境1.6操作系统的特征和服务1.7典型的现代操作系统清华大学出版社1.1什么是操作系统正如计算机科学中许多其它的技术名词都没有统一的定义一样，操作系统也没有唯一的一种定义与解释。如何看待一个操作系统，人们从不同的角度出发有不同的观点，通常有下面三种观点：虚拟机的观点——操作系统作为扩展机器如果仅仅是裸机（图1.1底层阴影部分），则仅有机器语言可供用户利用，关于内存、文件、外设等的操作是相当麻烦和晦涩的。清华大学出版社1.1什么是操作系统用户1用户2……用户n财务管理系统、航空定票系统、CAD系统、税务应用软件系统、银行帐务系统、铁路定票系统、保险系统、人事管理系统等命令解释程序、语言编译程序、汇编程序系统软件数据库系统、网络软件等能力扩展核心操作系统机器指令系统裸机CPU内存、I/O接口图1.1计算机系统层次，每一层的扩充都为向上虚拟清华大学出版社1.1什么是操作系统资源管理的观点—OS作为系统资源管理者四大类：处理机、存储器、外设及信息（程序和数据等）计算机系统外部设备存储器I/O控制器打印机、操作系I/O控制器键盘等统软件用户程序和数据集I/O控制器处理器存储设备操作系统程序数据.…图1.2操作系统作为资源管理器清华大学出版社1.1什么是操作系统资源管理的目的在于：为用户提供一种简单、有效使用资源的方法，充分发挥各种资源利用率，为此，对每种资源管理，要研究如下几方面的内容：_________________________________________记录资源使用状态；使用或未使用，谁使用等资源分配原则；确定如何分配(策略)，何时分配执行分配；根据分配的策略进行资源分配。资源回收；在某些用户，或程序不再需要资源时，系统应及时回收(修改记录)，以便进行再分配。清华大学出版社1.1什么是操作系统人机交互的观点—OS作为机器与用户之间的接口最初的计算机在没有操作系统的情况下，在使用计算机时用户需要进行大量的手工操作。例如，选择何种输入设备进行输入，在什么地址上启动相应的编译程序进行编译，编译的结果（目的代码）再重新在指定的输入设备上进行输入，指定具体的启动地址启动运行等。在有了操作系统之后，原来由人工所进行的许许多多烦琐而费时的操作就由操作系统来代替完成。现在的操作系统都配备了丰富的命令、鼠标方式以及各种图标方便用户与计算机进行交互和操作，因此，也可以说现在的操作系统是人——机交互的界面与接口，用户与计算机进行的一切活动都是要经过操作系统。几种典型计算机清华大学出版社1.1什么是操作系统以下几点有助于我们理解操作系统的定义。系统软件；是第1次加载在硬件上的一组计算机程序(程序意图不同)。控制和管理计算机系统内各种资源，有效地组织作业或程序在CPU上运行。提供服务，方便用户使用，扩充硬件功能。不严格的定义；是加载在硬件之上，支持其它软件，并控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源，有效地组织各程序运行的系统软件，或程序集合。清华大学出版社1.2操作系统的目标和功能1.2.1操作系统的目标方便性；通过命令，或鼠标等便可完成所希望的要求(包括网上信息查询)。有效性；如实现CPU、I/O设备的并行操作、对内外存中存放的信息进行统一管理避免无序和空间的浪费。可扩展性；允许在不妨碍服务前提下，开发、测试和引进新的系统功能。如高性能芯片出现控制寄存器硬件机制后，操作系统经过扩展就实现了页式存储分配机制等。清华大学出版社1.2操作系统的目标和功能1.2.2操作系统的功能（之一）存储器管理功能内存分配；记录整个内存，按照某种策略实施分配，或回收释放的内存空间。地址映射；硬件支持下解决地址映射，即逻辑到物理地址转换。内存保护；保证各程序空间不受“进犯”内存扩充；。通过虚拟存储器技术虚拟成比实际内存大的多的空间来满足实际运行的需要。清华大学出版社1.2操作系统的目标和功能1.2.2操作系统的功能（之二）处理机管理功能作业和进程调度；后备队列上（外存空间）的调度，作业调度(并不是所有类型机器都具有)。CPU调度，进程调度。进程通信；由于多个程序(进程)彼此间会发生相互制约关系，需要设置进程同步机制。进程之间往往需要交换信息，为此系统要提供通信机制。清华大学出版社1.2操作系统的目标和功能1.2.2操作系统的