计算机操作系统笔记（1）--操作系统引论

1.1 操作系统的目标和作用

操作系统（OS）：是直接控制和管理计算机硬件、软件资源，合理地对各类作业进行调度，以方便用户使用的程序集合。（重点1）

OS在计算机中的地位：裸机->操作系统->应用软件。

OS的目标：①有效性、②方便性、③可扩充性、④开放性。

OS的作用：
①作为用户和计算机间的接口；
②作为计算机系统资源的管理者；
③实现了对计算机资源的抽象。

OS通过以下三种方式调度使用系统资源：
①系统调用、②命令、③图标和窗口

		CPU	->	处理机管理
	硬件	内存	->	存储器管理
计算机		外设	->	设备管理
	软件		->	文件管理

推动OS 发展的主要动力
①不断提高计算机资源的利用率
②方便用户
③元器件的不断更新换代
④计算机体系结构的不断发展

1.2 操作系统的发展过程

无OS
①人工操作方式。缺点：a.用户独占全机 b.CPU等待人工操作
②脱机I/O方式。优点：a.减少了CPU的空闲时间 b.提高了I/O速度

有OS
③批处理系统。设计目标：a.提高系统资源的使用效率 b.提高作业吞吐量
1)作业控制语言（JCL）
2)由OS去控制、调度各作业的运行并输出结果
3)进入系统后用户不再干预

单道程序->单道批处理系统
多道程序->多道批处理系统。系统性能明显改善。将多道程序设计技术应用于批处理系统，就形成了多道批处理系统。
优点：资源利用率高，系统吞吐量大；缺点：周转时间变长，无交互能力

④分时系统。
一台计算机连接多个终端，用户通过各自的终端把作业送入计算机；计算机又通过终端向各个用户报告其作业的运行情况。
计算机能分时轮流地为各终端用户服务，并能及时地对用户服务请求予以响应。
目标：对用户的请求及时响应；尽量提高系统资源的利用率。
基本特征：多路性，独立性，及时性，交互性

⑤实时系统。
提高系统的响应时间，对随机发生的外部事件作出及时响应并在规定的时间内对其进行处理。
实时控制系统（硬实时）：导弹发射，飞机飞行
实时信息系统（软实时）：订票系统，股票交易系统
基本特征：快速的响应时间，有限的交互能力（介于批处理和分时之间），高可靠性

三种基本操作系统的比较

	多路性	独立性	及时性	交互性	可靠性
批处理系统	无	无	差（天，时）	差	一般
分时系统	多终端服务	有	好（分，秒）	好	可靠
实时系统	多路采集、多路控制	有	最好（ms,us）	一般	高度可靠

1.3 操作系统的基本特性

并发（Concurrence）：
1)发并：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
2)并行：指两个或多个事件在同一时刻发生。
共享（Sharing）：指系统中的资源供内存中的多道程序所共同使用。
|–互斥共享方式 如：打印机
分类–|
|–同时访问方式 如：硬盘
虚拟（Virtual）技术：指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。如分时系统将一机虚拟为多机（时分复用技术，空分复用技术）。
异步性（Asynchronism）：系统中并发执行的多道程序“走走停停”，以不可预知的速度向前推进。

1.4 操作系统的主要功能

①处理机管理功能
②存储器管理功能
③设备管理功能
④文件管理功能
⑤用户接口

1.5 OS的结构设计

①传统的操作系统结构
1)无结构操作系统（又称整体系统结构）
2)模块化OS结构
3)分层式OS结构
②现代操作系统结构
微内核的OS结构

1.6 常见的OS

MS DOS、MS Windows、UNIX、Linux、手机系统（handheld system）、嵌入式操作系统（Embedded OS）