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操作系统

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Microsoft PowerPoint PPT 演示文稿文档大小：136KB

操作系统理工教研室课程简介课时安排
第三学期开课,5学分,90学时,面授,实验、自主学习各占36,12,和42学时课程性质是中央电大电子与信息工程类计算机应用专业学生必修的公共基础课之一、是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程.在计算机软硬件课程的设置上它起着承上启下的作用.其特点是概念多,较抽象和涉及面广,其整体实现思想和技术又往往难于理解.
本课程的目的与任务:使学生通过本课程的学习,理解操作系统的基本概念和主要功能掌握常用操作系统(如UNIX)的使用和一般管理方法.了解它是如何组织和运作的,从而为学生以后的学习和工作打下基础课程要求
教学预备:本课程在学习之前最好具有计算机组成原理,程序设计语言的知识
教学要求:
基本概念: 多道程序设计,并发,分时,作业,进程,互斥与同步,周转时间,吞吐量,重定位、虚拟存储,虚拟设备, 死锁、线程.
基本知识: 计算机系统资源(处理机、存储器,设备,文件)的管理策略.
基本技能: 管理系统资源的常用命令,系统配置与维护的方法和技术.
重点: 进程概念,存储管理(尤其虚拟存储)的各种策略,文件系统的管理,设备的管理和配置.
难点: 进程的概念及其与程序的区别、进程间同步与互斥的正确实现,虚拟设备与虚拟存储.
实验安排存储器管理
第四次进程管理
第三次使用vi编辑器
第二次SCO图形界面,建立帐户
第一次内容时间讲次计算机操作系统
第一章操作系统引论
第二章进程管理
第三章处理机管理
第四章存储管理
第五章文件系统
第六章设备管理
第七章中断和信号机构
第八章死锁
第九章现代操作系统和系统管理
第一章引论
1.1操作系统的形成与发展
计算机系统: 计算机硬件计算机软件
计算机硬件:运算器( CPU ),控制器,存储器,输入设备和输出设备编译程序操作系统解释程序系统软件语言处理系统汇编程序库连接程序等常用的例行程序连接编译程序计算机软件诊断排错程序支撑软件开发软件测试软件
应用软件:火车售票系统,超市管理系统,图形软件
硬件和软件的关系:
裸机:没有配置任何软件的计算机软件是在硬件基础上对硬件性能加以扩充和完善
1.1.1操作系统定义: (三句话)管理和控制计算机系统内各种硬件及软件资源,有效地组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户与计算机的接口.
注意:操作系统是计算机的第一个软件,是软件,而且是系统软件.控制各种资源,有效的组织多道程序运行.提供界面,扩充硬件功能.操作系统Operating System,OS常见的有从用户角度看,操作系统是计算机的硬件扩充人机交互方式来看,操作系统是用户与机器的接口用管理者角度看,操作系统也是管理资源的程序扩充
虚拟机:一个裸机在每加上一层软件后,就变成了一个功能更强的机器操作系统是计算机技术和管理技术的结合
1.1.2 操作系统的主要功能
存储管理:内存分配、地址映射,内存保护和内存扩充.
进程管理:又称为处理机管理,作业和进程调度,进程控制和进程通信.
设备管理:缓冲区管理,设备分配、设备驱动和设备无关性.文件管理(外存管理)又称为信息管理,文件存储空间的管理,文件操作的一般管理,目录管理,文件的读写管理和存取控制.
用户接口:命令界面,程序界面和图形界面.存储器管理功能
内存分配:按照一定的算法为合适的程序分配一定的内存空间,包括回收内存等
地址映射:相对地址到绝对地址的转换
内存保护:阻止地址越界
内存扩充:虚拟存储技术,(程序部分装入内存)处理机管理功能
作业和进程调度:作业的两级调度,选择一批作业装入内存,并分配资源,(作业调度);建立相应的进程,按一定算法选择合适的进程,得到CPU并运行
进程控制和通信: 进程的创建、撤消,、唤醒(进程控制);进程的同步和互斥设备管理功能
缓冲区管理:解决CPU和外设速度矛盾,使之并行工作,管理设备缓冲区
设备分配: 按照一定次序分配外部设备
设备驱动: 实现CPU与通道和外设的通信
设备无关性:独立文件管理功能
文件存储空间的管理:外存的分配(盘块,512字节或4K)
文件操作的一般管理:文件创建、删除,打开、关闭等
目录管理: 按名存取,查询,目录项
文件读写和存取控制:文件权限用户接口命令(JCL),程序和图形界面
1.1.3 操作系统的地位硬件是软件建立与活动的基础、而软件是对硬件功能的扩充.系统是裸机上的第一层软件,软硬兼施.即是管理者、又是服务者.
裸机汇编程序解释程序调试程序应用程序操作系统层次模型
1.1.4操作系统的发展历程手工操作阶段纸带读带机输入磁带计算机输出磁带打印输出结果取走纸带
特点:没有操作系统,全程人工监控缺点:一资源浪费、二使用不便早期批处理阶段出现监督程序操作系统的雏形
两种类型:早期联机批处理.早期脱机批处理.多道批处理系统
基本思想: 在内存中同时存放多道程序,在管理程序的控制下交替地执行.
吞吐量: 在一段时间内计算机所能完成的工作总量
多道批处理系统优点: 提高了资源的利用率和系统的吞吐量.操作系统的发展分时系统,实时系统,个人机系统,网络操作系统.
1,操作系统是一种A.应用软件B. 系统软件C.通用软件D. 工具软件
2,操作系统是一组A.文件管理程序B.中断处理程序C.资源管理程序D.设备管理程序
3,不是操作系统关心的主要问题. 管理计算机裸机B. 设计,提供用户程序与计算机硬件系统的界面C. 管理计算机系统资源D. 高级程序设计语言的编译器
4,以下项功能不是操作系统具备的主要功能A.内存管理B.中断处理C.文档编辑D.CPU调度
1,操作系统是控制和管理计算机系统内各种、有效地组织多道程序运行的,是与计算机之间的接口.
2,从资源分配的角度讲,计算机系统中的资源分为、 , , 和用户界面.强化题一
1.2 操作系统的特征和体系结构
1.2.1 操作系统的特征
并发:指两个或两个以上事件在同一时间间隔内进行.(与并行的区别)
共享:指系统中硬件和软件资源可为多个用户同时使用(互斥共享、同时访问)
异步性:指内存中的多个进程均按照各自独立的,不可预知的速度向前推进.
(1)程序的推进速度不可预知(2)相同的初始数据,运行结果相同
1.2.1 操作系统的体系结构
单块式结构:模块间无序
层次结构:按照操作系统各模块的功能和相互依存关系,把系统的模块分为若干层,其中任一层模块(除底层模块外)都建立在它下面一层的基础上.任一层模块只能调用比它低的层中的模块,而不能调用高层的模块.
微内核结构:基本思想是把所有操作系统基本上都具有的那些操作放在内核中、而内核之外的其他操作由服务器实现.
1.3 操作系统的类型和主要产品
1.3.1 多道批处理系统
单道运行:每次只调一个用户程序进入内存让它运行
多道程序设计:即在系统内(内存)同时存放并运行几道相互独立的程序.
多道程序设计的基础:是将运行过程进一步细化成几个小的步骤,从而实现宏观上的并行.但从微观上看,内存中的多道程序轮流地或分时地占用处理机、交替执行、每个时刻只有一个进程在运行.
多道程序设计的特点:多道,成批
多道程序设计的优点:资源利用率高,系统吞吐量大.
多道程序设计的缺点:等待时间长,没有交互能力.
1.3.2 分时操作系统
分时概念:主要是指若干并发程序对CPU 时间的共享
分时技术:把CPU的时间分成很短的时间片(例如,几十至几百毫秒)工作,随着时间片的时间减少,对换时间所占的比例随之增大.随着用户数目的不断增加,这种矛盾会越来越突出
分时系统特征:同时性,交互性,独立性,及时性
分时系统主要优点:响应快、届面友好,多用户,便于普及,便于资源共享.
1.3.3 实时系统实时系统的引入
实时:是指计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行处理,并在被控对象允许的时间范围内作出快速反应
应用形式:
(1)过程控制系统工业自动化控制(2)信息查询系统仓库管理(3)事物处理系统如飞机订票交互能力弱,系统专用响应时间更严格,及时可靠性要求更高
1.3.3 个人机系统单用户操作系统
特征:个人使用, 界面友好, 管理方便, 适于普及多用户操作系统unix,linux
特征:还具有多用户使用,可移植性好,功能强大,资源共享
1.3.5 网络操作系统
计算机网络:通过通信线路将地理上分散的自主计算机、终端,外部设备等连接在一起,以达到数据通信和资源共享目的的一种计算机系统.
网络操作系统的特征:
(1)分布性(2)自治性(3)互连性(4)可见性
网络操作系统的功能:实现网络通信,资源共享和保护,以及提供网络服务和网络接口.
1.3.6 分布式操作系统
分布式操作系统:运行在不具有共享内存的多台计算机上,但在用户的眼里却象一台计算机
特征:
(1)分布性处理.
(2)模块化结构.
(3)利用信息通信.
(4)实施整体控制.
特点:透明性,灵活性,可靠性,高性能,可扩充
1.3.7 操作系统的主要产品系列
2,MS Windows
4,unix
1.4 操作系统的用户界面
1.4.1 命令界面
1.4.2 图形界面
1.4.3 系统调用系统调用是操作系统内核与用户程序,应用程序间的接口,在UNIX系统中、系统调用以C函数的形式出现.微机操作系统
单用户单任务OS:只允许一个用户上机、且只允许用户程序作为一个任务运行.最具代表性的是CPM和MS-DOS.
单用户多任务OS:只允许一个用户上机、但允许将一个用户程序分为若干个任务,使它们并发执行.最具代表性的是OS2和MS-WINDOWS.
多用户多任务OS:允许多个用户通过各自的终端使用同一台主机、共享主机的各类资源,同时用户程序又可进一步分成几个任务,使它们并发执行.最具代表性的是UNIX OS.
1,现代操作系统的基本特征是,资源共享和操作的异步性. A.多道程序设计B. 中断处理C.程序的并发执行D. 实现分时与实时处理
2,引入多道程序的目的在于. A.充分利用CPU,减少CPU等待时间B. 提高实时响应速度C. 有利于代码共享、减少主,辅存信息交换量D. 充分利用存储器
3,并发性是指若干事件在发生. A.同一时刻B. 同一时间间隔内C.不同时刻D. 不同时间间隔内
4, 没有多道程序设计的特点. D.OS2
5, 下列四个操作系统中、是分时系统的为. NT
6,在分时系统中、时间片一定,响应时间越长. A.内存越多B.用户数越多C.后备队列越短D.用户数越少强化题二
7,批处理系统的主要缺点是. A.CPU的利用率不高B.失去了交互性C.不具备并行性D.以上都不是
8,在下列性质中、哪一个不是分时系统的特征. 交互性B. 同时性C. 及时性D. 独占性
9,实时操作系统追求的目标是. A.高吞吐率B.充分利用内存C. 快速响应D. 减少系统开销
10,CPU状态分系统和用户态、从用户态转到系统态的唯一途径是.
运行进程修改程序状态字B. 中断屏蔽C. 系统调用D. 进程调度程序
11,用户要在程序一级获得系统帮助,必须通过. A.进程调度B.作业调度C.键盘命令D.系统调用
12,系统调用的目的是. A.请求系统服务B.终止系统服务C.申请系统资源D.释放系统资源
13,系统调用是由操作系统提供的内部调用,它. 直接通过键盘交互方式使用B. 只能通过用户程序间接使用C. 是命令接口中的命令D. 与系统的命令一样
14,UNIX操作系统是采用哪一种方法实现结构设计的A.单块式结构B. 层次结构C. 微内核结构D.网状结构
15,UNIX命令的一般格式A.命令名[选项[参数] B[选项[参数]命令名C. [参数] [选项]命令名D.命令名[参数] [选项]
1.允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的操作系统称为_____, 它通常采用_____策略为用户服务;允许用户把若干作业提交系统集中处理的操作系统称为_____________,衡量这种系统性能的一个主要指标是系统的;在_________的控制下,计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应.设计这种系统时,应首先考虑系统的______ _______.
2, UNIX系统是操作系统,DOS系统是操作系统.
3, 现代操作系统通常为用户提供三种使用界面_______, 和
.
4, 计算机中CPU的工作分为系统态和用户态两种.系统态运行程序,用户态运行程序.
5, 操作系统的体系结构主要有单块结构, 和.

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