操作系统引论
操作系统引论
操作系统的目标
- 方便性:现代OS的主要目标
- 有效性:
- 提高系统资源利用率 : c p u 的有效工作时间 = 设备工作时间 工作总时间 cpu的有效工作时间 = \cfrac{设备工作时间}{工作总时间} cpu的有效工作时间=工作总时间设备工作时间
- 提高系统的吞吐量:单位时间内作业完成数量
- 可扩充性
- 开放性
操作系统的作用
-
OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(方便性)
- 命令方式
- 系统调用方式(程序员使用)
- 图标—窗口方式
-
OS作为计算机系统资源的管理者(有效性)
计算机资源:
- 处理机
- 存储器
- I/O设备
- 文件
-
OS实现了对计算机资源的抽象:间接对硬件进行操作
操作系统的发展
-
单道批处理系统:系统对作业的处理是成批进行的,但在内存中始终只保持一道作业
缺点是:在等待输入和输出的时候cpu空闲
-
多道批处理系统(仅从资源利用率的角度看最高):
特点:
优点:
- 资源利用率高
- 系统吞吐量大
缺点:
- 平均周转时间长
- 无交互能力
-
分时系统
主要满足的需求:
- 人—机交互
- 共享主机
需要解决的问题:及时接收、及时处理
分时系统特点:
- 多路性
- 独立性
- 及时性
- 交互性
-
实时系统:(在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致的运行)
相对于分时系统多了一个可靠性
- 硬实时:必须满足任务对截止时间的要求,否则可能出现难以预料的结果,运载火箭控制
- 软实时:截止时间并不严格,偶尔错过任务截止时间对系统影响不大,火车售票系统
操作系统的基本特征
- 并发:
- 并行与并发
- 并行:两个或多个事件在同一时刻发生
- 并发:两个或多个事件在同一时间间隔内发生
- 进程:系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位,是由一组机器指令、数据和堆栈等组成,是一个能独立运行的活动实体。
- 并行与并发
- 共享(并发促成):
- 互斥共享:在规定的一段时间内,只允许一个进程访问该资源(打印机、磁带机),互斥共享的资源称为临界资源
- 同时访问:如屏幕
- 虚拟:对一件任务虚拟
- 异步(Asynchronism):多道、单处理机中进程都是走走停停向前运行的,同步:两个进程相互配合,有序进行(FCFS)
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