操作系统笔记(一)

操作系统第一章（一）

操作系统的目标

1. 方便性
2. 有效性
3. 可扩充型
4. 开放性

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操作系统的作用

1. 作为用户和计算机硬件系统之间的接口
   • OS处于用户与计算机用剑系统之间
   • 用户通过OS来使用计算机系统
   • 用户在OS帮助下能够方便、快捷、可靠的操纵计算机硬件和运行自己的程序
2. 作为计算机系统资源的管理者
   • 处理机
     • 分配
     • 控制
   • 存储器
     • 分配
     • 回收
   • I/O设备
     • 分配
     • 操作
   • 文件
     • 存取
     • 共享
     • 保护
3. OS实现了对计算机资源的抽象
   • 用户无需知道I/O是如何实现的

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推动OS发展的动力

• 资源利用率的提高
• 方便用户
• 器件的不断更新换代
• 计算机体系结构的不断发展
• 不断提出新的应用需求

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操作系统的发展过程

• 20世纪50年代中期，出现了第一个简单的批处理OS
• 60年代中期，开发出多道程序批处理系统
• 分时系统
• 实时系统
• 20世纪70到90年代，VLSI和计算机体系结构大发展
• 导致了微型机、多处理机、计算机网络的诞生和发展
• 相应的，开发了微机OS、多处理器OS和网络OS

人工操作方式

• 用户独占全机，计算机资源全部被上机用户独占
• CPU等待人工操作，CPU资源不能得到充分利用

脱机输入/输出(OFF-LINE I/O)方式

• 为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配
• 将用户程序和数据纸带输入机，在一台外围机的控制下，将纸带上的数据输入到磁盘上，
• 当CPU需要这些程序和数据时，再从磁盘上高速的调入内存

单道批处理系统

• 将作业脱机方式输入到磁带上
• 配置监督程序monitor
• 在监督程序的控制下，接连处理批作业
• 缺点
• 系统资源得不到充分的利用
• I/O处理时CPU处于空闲
• I/O处理耗时太长，CPU利用率太低下

多道批处理系统

• 优点
• 资源利用率高
• 吞吐量大
• IBM-360
• OS/360
• 缺点
• 平均周转时间长
• 无交互能力
• 面临的问题
• 处理机争用问题
• 内存分配和保护问题
• I/O设备分配问题
• 文件的组织和管理问题
• 作业管理问题
• 用户和系统的接口问题

分时系统

• 人机交互
• 共享主机
• 及时接收
• 及时处理