第一章:操作系统简介

 

一．课程内容

1.1什么是操作系统？ 管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石

1.2操作系统的发展。 无操作系统、单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统

1.3操作系统的特征。 并发性、共享性、随机性、虚拟、异步性

1.4操作系统的功能。 处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和作业管理

1.5操作系统的体系结构。 整体式、模块化、层次、微内核结构

1.单道批处理和多道批处理系统的特点与缺点。——识记
    单道批（只有一道作业，可以自动成批处理作业）：
		特点：自动性、顺序性、单道性
		缺点：与无操作系统相比而言，减少了等待人工操作的时间。但是单道批处理系统
		中，由于作业独占CPU和内存，当作业经行I/O时，CPU只能等待I/O完成而无事可
		做，使得CPU资源不能得到充分利用。
    多道批（用户提交的作业存放在外存中并排列成一个队列（后备作业队列）
 		特点：多道性、无序性、调度性、复杂性
 		优点：能提高了CPU、内存和I/O设备的利用率和系统的吞吐量。
 		缺点：系统平均周转时间长，缺乏交互能力。
 		周转时间：指从作业被提交给系统开始到作业完成为止的时间。
 		平均周转时间：是指所有作业的周转时间之和与作业数量的比值。
 		
2.分时系统的特点和优点——识记
	 特点： 多路性、独立性、及时性和交互性。
	 优点：向用户提供了人机交互的方便性，使用多个用户可以通过不同的
	 	   终端共享主机	
	 	   
3.实时系统的特点与应用领域	——识记
	 特点：多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性	
	 应用领域：锅炉温度和压力自动控制系统、重病检测系统等等   
	
4.主流操作系统及其应用领域 ——识记
	-主机操作系统
	-服务器操作系统
	-微机操作系统
	-嵌入式操作系统
		嵌入式操作系统的特征：小巧、实时性、可装卸、代码固化、弱交互性、强稳定性、
			接口统一、低耗能。
		应用领域：掌上电脑、智能手机、数码相机、自动售货机、工业控制设备、军工装备
			、游戏机、医疗设备和网络设备等。
			
5.现代操作系统的特点：并发、共享、虚拟、异步的含义。	——领会
		并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
		共享：指系统中的资源可内存中多个并发执行的进程共同使用。
		虚拟：指通过某种技术把一个物理实体变成若干逻辑上的对应物。
		异步性：进程以不可预知的速度向前推进。

6.操作系统的功能 ——识记
		功能：存储器管理、进程管理、设备管理、文件管理、操作系统提供的用户接口

7.了解单体结构模型、层次结构模型、微内核结构。——识记
		单结构模型
			特点：结构简单，便于理解和实现，而且系统所有部分都集中在一个内核中，效率较高。
			缺点：结构关系复杂，容易引起循环和死锁。系统的可修改性和可维护性比较差。
		层次结构模型
			层次结构模型的基本思想是将操作系统分解为多个小的、容易理解的层，系统功能被隔离
			在不同层中，每一层提供对应系统功能的抽象部分，然后采用单项调用的顺序，形成一连
			串彼此连续的对系统功能的“抽象串”，最终形成对整个系统的完整抽象。
			最经典的例子：Dijkstra的THE系统。
			
		微内核结构
			微内核技术是现代操作系统的一个发展筹势，结合面向对象设计方法，微内核技术具有更
			大的应用空间。
			经典代表：卡内基梅隆大学研制的Mach操作系统、WindPiver公司的Vxworks等。

1.6 CPU的逻辑结构和指令的执行。

1)计算机的工作由程序控制,程序是一个指令序列，指令能被计算机理解和执行的操作命令。

2)程序(指令)和数据均以二进制码表示,均存放在存储器中。

3)存储器中存放的指令和数据按地址进行存储。

4)指令是由CPU一条一条顺序执行的。

1)取指令2)指令译码3)执行指令4)修改指令计数器

二．学习目的和需求

要求学生从操作系统的作用、发展、功能、特点、体系结构等不同角度理解什么是操作系统。掌握现代操作系统的作用、功能、体系结构、分类、特点。

★本章的重点是掌握现代操作系统的特点:

并发、共享、虚拟、异步;

操作系统的基本功能;

操作系统在计算机系统中的地位和作用；

程序自动执行的过程

 

1. 操作系统的作用。 识记

1.1 操作系统是计算机用户与硬件的接口

1.2 操作系统是计算机系统资源的管理者

 

2. 操作系统的发展

2.1 单道批处理系统及多道批处理系统的特点与缺点。 识记

2.2 分时系统的特点与优点。识记

2.3 实时系统的特点与应用领域。识记

2.4 主流操作系统及请用领域。识记

2.5 现代操作系统的特点：并发、共享、虚拟、异步的含义。 领会

2.6 操作系统的功能。识记

2.7 了解单体结构模型、层次结构模型、微内核结构。识记

 

3. CPU的逻辑结构与指令的执行。

3.1  CPU的逻辑结构。 识记

3.2 高级语言程序的机器级表示和指令的执行。 领会