操作系统 - 1.引论

操作系统 - 引论

1.操作系统概述

操作系统是掌控计算机上所有事情（计算机硬件与软件资源）的软件系统。
英文全称：Operating System

• 从系统管理人员的观点来看，操作系统是计算机资源的管理者。
• 从用户的观点来看，引入操作系统是为了给用户使用计算机提供一个良好的界面，从而使用户无需了解许多有关硬件和系统软件的细节，就能方便灵活地使用计算机。
• 从发展的观点看，引入操作系统是为了给计算机系统的功能扩展提供支撑平台，使之在追加新的服务和功能时更加容易且不影响原有的服务与功能。

常见的操作系统：win系列、Linux、Mac

2.操作系统发展阶段

操作系统发展阶段和计算机硬件发展阶段的对应

操作系统发展阶段	计算机硬件发展阶段
无操作系统（手工操作）	电子管时代
单道批处理系统	晶体管时代
多道批处理系统	集成电路时代
分时操作系统	大规模和超大规模集成电路时代
实时操作系统	致今

手工操作阶段

• 程序员将对应于程序和数据的已穿孔的纸带(或卡片)装入输入机，然后启动输入机把程序和数据输入计算机内存。

单道批处理系统

• 行批处理，操作员把用户提交的作业分类，把一批中的作业编成一个作业执行序列。每一批作业将有专门编制的监督程序(Monitor)自动依次处理。

多道批处理系统

• 多道程序的运行特点是计算机内存中同时存放多道相互独立的程序。
• 多道批处理系统的缺点是无交互性，用户一旦提交作业就失去了对其运行的控制能力；同时，由于是批处理，所以作业周转时间长，用户使用不方便。

分时操作系统

• 分时(Time Sharing)是把计算机的系统资源(尤其是CPU时间)进行时间上的分割，每个时间段称为一个时间片(Time Slice)，每个用户依次轮流使用时间片。
• 分时系统具有交互性、多用户同时性和独立性的特征。

实时操作系统

• 实时操作系统是一种联机的用于实时控制和实时信息处理领域的操作系统，主要用于过程控制、事务处理等有实时要求的领域，其主要特征是实时性和可靠性。

3.操作系统的分类

4.操作系统特性

并发性（concurrence）

• 并发性是指同一时间间隔内发生两个或多个事件。并行性是指同一时刻内发生两个或多个事件。

共享性 (sharing)

• 共享性指多个计算任务(或多道程序)对系统资源的共同使用。

虚拟性 (virtual)

• 即通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。

异步性(asynchronism)

• 只要环境相同，作业经过多次的运行，所获得的结果也应该是完全相同的。

5.操作系统功能

处理机管理功能

• 在多道程序或多用户的情况下，要组织多个作业同时运行，就要解决对处理机分配调度策略，分配实施和资源回收等问题。

存储管理功能

• 对内部存储器进行分配，保护和扩充。

设备管理功能

• 设备管理是通道、控制器和输入输出设备的分配和管理，以及实现设备独立性。

文件系统管理功能

• 信息的共享，保密和保护也是文件系统所要解决的。

提供用户接口功能

• 程序一级的接口：提供一组广义指令(或称系统调用、程序请求)供用户程序和其他系统程序调用。
• 作业一级的接口：提供一组控制操作命令(或称作业控制语言，或象UNIX中的shell命令语言)供用户去组织和控制自己作业的运行。