计算机操作系统（第三版）

 

第一章   操作系统引论

 

 

1,操作系统的定义：合理组织计算机工作流程，高效管理系统资源为用户提供方便灵活使用环境的软件

 

2,操作系统的目的： 提高计算机的系统资源利用率和系统的吞吐量问题

   （吞吐量：单位时间内运行作业的个数）

 

3,操作系统的作用：a，OS作为用户与计算机硬件系统间的接口

                                   b，OS作为计算机系统资源的管理者

                                   c，OS实现了对计算机资源的抽象

 

4,操作系统经历了单道批处理操作系统，多道批处理系统，分时系统，实时系统等发展阶段，在计算机刚诞生的阶段，还是操作员手工的将打好空的卡片装进计算机，这样的手工劳作严重的影响了工作效率

为了解决这个问题出现了  脱机输入输出技术（Off-Line I/O，即在脱离主机的情况下进行的输入输出方式） 这种技术主要是通过在外设与内存之间添加了外围机，从而实现输入输出与主机的分离。

 

单道批处理系统：

产生背景：为了提高资源利用率，减少CPU的空闲时间

基本思想：采用了脱机输入输出的技术，通过在计算机上配置监督程序，控制作业能够一个接一个的自动运行，运行程序时是监督程序和用户程序相互调用，但当用户的程序出现错误时，则会无法继续执行，因此，又引进了中断处理程序，其系统程序控制监督程序，而监督程序又控制中断处理程序和输入输出程序，计算机操作系统开始有了基本的架构。

 

特点：1）自动性

            2）顺序性

            3）单道性

 

 

多批道处理系统：
产生背景：单道批处理系统中，内存中仅有一道作业，无法充分利用系统中的所有资源，为了进一步提高资源的利用率和系统的吞吐量，引入了多道程序设计技术
基本思想：将多个作业同时放入内存之中，当某个作业因某种原因运行不了时，系统自动转向下一个作业运行
特点：1）多个作业同时存在内存之中
      2）作业完成顺序与进入顺序无关
      3）作业都是由系统程序调入内存中


缺点：1）平均周转周期长（作业的周转周期是指从作业进入系统开始，直至完成并退出系统为止所经历的时间）
      2）无交互能力（类比与调试程序，当按一个按钮时马上回复，如果采用多道批处理系统则程序可能一直贮存在入井之中从而没有交互能力）
      3）远程用户使用不便

多道批处理系统需解决的问题：
1）处理机管理问题
2）内存管理问题
3）I/O设备管理问题
4）文件管理问题
5）作业管理问题

上述的5个问题构成了现代操作系统的5大支柱

意义：多道批处理系统的出现，标志这计算机操作系统已经进入成熟的阶段，是资源利用率最高的

分时系统：
产生背景：由于外围机，通道技术的引入导致了系统无交互能力，为了解决交互问题，产生了分时操作系统
基本思想：作业直接进入内存（解决交互问题），不允许一个作业长时间的占有CPU，多个用户分是使用主机，每个用户分得一个时间片，用完这个时间片后操作系统将处理机分给每一个用户，如此循环，每个用户可周期性的获取CPU使用权，通过控制周期的时间长度使每一个用户都有独占主机的感觉

特点：1）多路性
      2）独立性
      3）及时性（并不是周期长度越短越好，因为程序转移的时间是一定的，如果时间越短则其利用率也就越低）
      4）交互性

影响响应时间的因素：1）用户数量
                   2）时间片长度
                   3）对换速度
                   4）对换信息量

意义：分时操作系统一般用于通用操作系统

实时系统：
特点：1）同时性
      2）独立性
      3）交互性
      4）及时性
      5）高可靠性
意义：实时系统一般用于专用操作系统

实时系统与分时系统的区别：实时系统的及时性高，交互性差，但是通用系统的及时性差，交互性高（交互能力体现的是广度，交互时间反映的是时间）