移動(dòng)通信操作系統(tǒng)Solaris應(yīng)用第一章操作系統(tǒng)概念.ppt

第一章 操作系統(tǒng)的基本概念,本章學(xué)習(xí)目標(biāo),計(jì)算機(jī)發(fā)展到今天，從個(gè)人計(jì)算機(jī)到巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，毫無例外都配置一種或多種操作系統(tǒng)。如果要讓用戶去使用一臺(tái)沒有操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，那將是難以想象的。那么，什么是操作系統(tǒng)，為何需要操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中具有什么地位，它應(yīng)有什么樣的功能，等等，我們將在本章學(xué)習(xí)。 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、了解操作系統(tǒng)的基本類型。 2、掌握操作系統(tǒng)的功能。 3、理解操作系統(tǒng)的組成。 4、了解操作系統(tǒng)的接口。,什么是操作系統(tǒng),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)=硬件+軟件 裸機(jī)=未配置任何軟件的計(jì)算機(jī) 用戶所用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)=經(jīng)過若干層軟件改造的系統(tǒng) 操作系統(tǒng)（OS：Operating System）： 位于各種軟件的最底層 它與硬件軟件的關(guān)系：見圖:,操作系統(tǒng)： 是與計(jì)算機(jī)硬件關(guān)系最為密切的系統(tǒng)軟件， 是硬件的第一層軟件擴(kuò)充，其它軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)；,是一些程序模塊的集合 用于管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件和軟件資源， 合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程， 有效地利用這些資源為用戶提供一個(gè)功能強(qiáng)、使用方便的工作環(huán)境， 從而在計(jì)算機(jī)與其用戶之間起到接口的作用；,是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必不可少的最重要的系統(tǒng)軟件。,為何需要操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)并不是與計(jì)算機(jī)硬件一起誕生的， 它是在人們使用計(jì)算機(jī)的過程中，為了滿足兩大需求： 提高資源利用率、增強(qiáng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能， 伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)本身及其應(yīng)用的日益發(fā)展， 而逐步地形成和完善起來的。,操作系統(tǒng)的發(fā)展史,手工操作 批處理系統(tǒng) 多道程序系統(tǒng) 分時(shí)系統(tǒng) 實(shí)時(shí)系統(tǒng) 通用操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展,1.手工操作（無操作系統(tǒng)）, 1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生-20世紀(jì)50年代中期:未出現(xiàn)操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)工作采用手工操作方式。 其過程見圖：,用戶（程序員）： 將對(duì)應(yīng)于程序和數(shù)據(jù)的已穿孔的紙帶（或卡片）裝入輸入機(jī) 啟動(dòng)輸入機(jī)把程序和數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)存 通過控制臺(tái)開關(guān)啟動(dòng)程序針對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)行 計(jì)算完畢，打印機(jī)輸出計(jì)算結(jié)果 用戶取走結(jié)果并卸下紙帶（或卡片） 讓下一個(gè)用戶上機(jī)。,手工操作方式兩大特點(diǎn)：,（1）用戶獨(dú)占全機(jī)。不會(huì)出現(xiàn)因資源已被其他用戶占用而等待的現(xiàn)象，但資源的利用率低。 （2）CPU 等待手工操作。CPU的利用不充分。 20世紀(jì)50年代后期，出現(xiàn)人機(jī)矛盾：手工操作的慢速度和計(jì)算機(jī)的高速度之間形成了尖銳矛盾，手工操作方式已嚴(yán)重?fù)p害了系統(tǒng)資源的利用率（使資源利用率降為百分之幾，甚至更低），不能容忍。 唯一的解決辦法：只有擺脫人的手工操作，實(shí)現(xiàn)作業(yè)的自動(dòng)過渡。成批處理 ,批處理系統(tǒng),批處理系統(tǒng)：加載在計(jì)算機(jī)上的一個(gè)系統(tǒng)軟件，在它的控制下，計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)地、成批地處理一個(gè)或多個(gè)用戶的作業(yè)。 作業(yè)=程序+數(shù)據(jù)+命令。,聯(lián)機(jī)批處理系統(tǒng),是首先出現(xiàn)的批處理系統(tǒng)， 聯(lián)機(jī)：作業(yè)的輸入/輸出由CPU來處理。見圖1.3。,主機(jī)與輸入機(jī)之間增加一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備：磁帶， 在運(yùn)行于主機(jī)上的監(jiān)督程序的自動(dòng)控制下，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)完成： 成批地把輸入機(jī)上的用戶作業(yè)讀入磁帶， 依次把磁帶上的用戶作業(yè)讀入主機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行并把計(jì)算結(jié)果向輸出機(jī)輸出。 完成了上一批作業(yè)后，監(jiān)督程序又從輸入機(jī)上輸入另一批作業(yè)， 保存在磁帶上，并按上述步驟重復(fù)處理。,優(yōu)：監(jiān)督程序不停地處理各個(gè)作業(yè)，從而 實(shí)現(xiàn)了作業(yè)到作業(yè)的自動(dòng)轉(zhuǎn)接， 減少了作業(yè)建立時(shí)間和手工操作時(shí)間， 有效克服了人機(jī)矛盾， 提高了計(jì)算機(jī)的利用率。,缺：在作業(yè)輸入和結(jié)果輸出時(shí)，主機(jī)的高速CPU仍處于空閑狀態(tài)，等待慢速的輸入/輸出設(shè)備完成工作： 主機(jī)處于“忙等”狀態(tài)。,改進(jìn),脫機(jī)批處理系統(tǒng),為克服與緩解：高速主機(jī)與慢速外設(shè)的矛盾，提高CPU的利用率，又引入了脫機(jī)批處理系統(tǒng)， 脫機(jī)：輸入/輸出脫離主機(jī)控制。如圖所示。,增加一臺(tái)衛(wèi)星機(jī)：不與主機(jī)直接相連而專門用于與輸入/輸出設(shè)備打交道。 其功能是： （1）從輸入機(jī)上讀取用戶作業(yè)并放到輸入磁帶上。 （2）從輸出磁帶上讀取執(zhí)行結(jié)果并傳給輸出機(jī)。 這樣，主機(jī)：不直接與慢速的輸入/輸出設(shè)備打交道，而與速度相對(duì)較快的磁帶機(jī)發(fā)生關(guān)系， 有效緩解了主機(jī)與設(shè)備的矛盾。 主機(jī)與衛(wèi)星機(jī)可并行工作，二者分工明確，可以充分發(fā)揮主機(jī)的高速計(jì)算能力。,脫機(jī)批處理系統(tǒng):20世紀(jì)60年代應(yīng)用十分廣泛， 優(yōu)：極大緩解了人機(jī)矛盾及主機(jī)與外設(shè)的矛盾。 IBM-7090/7094：配備的監(jiān)督程序就是脫機(jī)批處理系統(tǒng)，是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的原型。 缺：每次主機(jī)內(nèi)存中僅存放一道作業(yè)，每當(dāng)它運(yùn)行期間發(fā)出輸入/輸出（I/O）請(qǐng)求后，高速的CPU便處于等待低速的I/O完成狀態(tài)，致使CPU空閑。 為改善CPU的利用率，又引入了多道程序系統(tǒng)。,多道程序系統(tǒng),1）多道程序設(shè)計(jì)技術(shù) 所謂多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，就是： 允許多個(gè)程序同時(shí)進(jìn)入內(nèi)存并運(yùn)行。即： 同時(shí)把多個(gè)程序放入內(nèi)存，并允許它們交替在CPU中運(yùn)行，它們共享系統(tǒng)中的各種硬、軟件資源。當(dāng)一道程序因I/O請(qǐng)求而暫停運(yùn)行時(shí)，CPU便立即轉(zhuǎn)去運(yùn)行另一道程序。 單道程序與多道程序的運(yùn)行過程如圖所示。,在A程序計(jì)算時(shí)，I/O空閑， A程序I/O操作時(shí)，CPU空閑（B程序也是同樣）； 必須A工作完成后，B才能進(jìn)入內(nèi)存中開始工作， 兩者是串行的，全部完成共需時(shí)間=T1+T2。 改進(jìn),可將A、B兩道程序同時(shí)存放在內(nèi)存中，它們?cè)谙到y(tǒng)的控制下，可相互穿插、交替地在CPU上運(yùn)行： 當(dāng)A程序因請(qǐng)求I/O操作而放棄CPU時(shí)，B程序就可占用CPU運(yùn)行，這樣： CPU不再空閑，而正進(jìn)行A I/O操作的I/O設(shè)備也不空閑， 顯然，CPU和I/O設(shè)備都處于“忙”狀態(tài)， 大大提高了資源的利用率，從而也提高了系統(tǒng)的效率, A、B全部完成所需時(shí)間T1+T2。,多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)： 使CPU得到充分利用，改善I/O設(shè)備和內(nèi)存的利用率， 提高了整個(gè)系統(tǒng)的資源利用率和系統(tǒng)吞吐量（單位時(shí)間內(nèi)處理作業(yè)（程序）的個(gè)數(shù)）提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率。,單處理機(jī)系統(tǒng)中多道程序運(yùn)行時(shí)的特點(diǎn)： （1）多道：計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序； （2）宏觀上并行：同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序都處于運(yùn)行過程中，即它們先后開始了各自的運(yùn)行，但都未運(yùn)行完畢； （3）微觀上串行：實(shí)際上，各道程序輪流地用CPU， 交替運(yùn)行。,多道程序系統(tǒng)的出現(xiàn)，標(biāo)志著操作系統(tǒng)漸趨成熟的階段，先后出現(xiàn)了: 作業(yè)調(diào)度管理、 處理機(jī)管理、 存儲(chǔ)器管理、 外部設(shè)備管理、 文件系統(tǒng)管理、等功能。,多道批處理系統(tǒng), 20世紀(jì)60年代中期，在前述的批處理系統(tǒng)中，引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)后形成多道批處理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱：批處理系統(tǒng)）。 兩個(gè)特點(diǎn)： （1）多道：系統(tǒng)內(nèi)可同時(shí)容納多個(gè)作業(yè)。這些作業(yè)放在外存中，組成一個(gè)后備隊(duì)列，系統(tǒng)按一定的調(diào)度原則每次從后備作業(yè)隊(duì)列中選取一個(gè)或多個(gè)作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行，運(yùn)行作業(yè)結(jié)束、退出運(yùn)行和后備作業(yè)進(jìn)入運(yùn)行均由系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，從而在系統(tǒng)中形成一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)接的、連續(xù)的作業(yè)流。 （2）成批：在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不允許用戶與其作業(yè)發(fā)生交互作用，即：作業(yè)一旦進(jìn)入系統(tǒng)，用戶就不能直接干預(yù)其作業(yè)的運(yùn)行。,批處理系統(tǒng)的追求目標(biāo)：提高系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，以及作業(yè)流程的自動(dòng)化。 批處理系統(tǒng)的一個(gè)重要缺點(diǎn)：不提供人機(jī)交互能力，給用戶使用計(jì)算機(jī)帶來不便。,批處理系統(tǒng)的重要缺點(diǎn)：不提供人機(jī)交互能力，給用戶使用計(jì)算機(jī)帶來不便。 用戶歡迎：手工操作階段的聯(lián)機(jī)工作方式。用戶獨(dú)占全機(jī)資源，并且直接控制程序的運(yùn)行，可以隨時(shí)了解程序運(yùn)行情況。 但：這種工作方式因獨(dú)占全機(jī)造成資源效率極低。 一種新的追求目標(biāo)：既能保證計(jì)算機(jī)效率，又能方便用戶使用計(jì)算機(jī)。 20世紀(jì)60年代中期，計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展使這種追求成為可能。,分時(shí)系統(tǒng),由于：CPU速度不斷提高、采用分時(shí)技術(shù)。 一臺(tái)計(jì)算機(jī)可同時(shí)連接多個(gè)用戶終端， 而每個(gè)用戶可在自己的終端上聯(lián)機(jī)使用計(jì)算機(jī)，好象自己獨(dú)占機(jī)器一樣。見圖1.7所示。,分時(shí)技術(shù)： 把處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪流把處理機(jī)分配給各聯(lián)機(jī)作業(yè)使用。 若某個(gè)作業(yè)在分配給它的時(shí)間片內(nèi)不能完成其計(jì)算，則該作業(yè)暫時(shí)中斷，把處理機(jī)讓給另一作業(yè)使用，等待下一輪時(shí)再繼續(xù)其運(yùn)行。 由于計(jì)算機(jī)速度很快，作業(yè)運(yùn)行輪轉(zhuǎn)得很快，給每個(gè)用戶的印象是， 好象他獨(dú)占了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。 而每個(gè)用戶可以通過自己的終端向系統(tǒng)發(fā)出各種操作控制命令， 在充分的人機(jī)交互情況下，完成作業(yè)的運(yùn)行。,具有上述特征的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為分時(shí)系統(tǒng)，其 允許多個(gè)用戶同時(shí)聯(lián)機(jī)使用計(jì)算機(jī)。 特點(diǎn)有4： （1）多路性。若干個(gè)用戶同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)。微觀上看是各用戶輪流使用計(jì)算機(jī)；宏觀上看是各用戶并行工作。 （2）交互性。用戶可根據(jù)系統(tǒng)對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)結(jié)果，進(jìn)一步向系統(tǒng)提出新的請(qǐng)求。這種能使用戶與系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的工作方式，明顯地有別于批處理系統(tǒng)，因而，分時(shí)系統(tǒng)又被稱為交互式系統(tǒng)。,（3）獨(dú)立性。用戶之間可以相互獨(dú)立操作，互不干擾。系統(tǒng)保證各用戶程序運(yùn)行的完整性，不會(huì)發(fā)生相互混淆或破壞現(xiàn)象。 （4）及時(shí)性。系統(tǒng)可對(duì)用戶的輸入及時(shí)作出響應(yīng)。分時(shí)系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)之一是響應(yīng)時(shí)間，它是指：從終端發(fā)出命令到系統(tǒng)予以應(yīng)答所需的時(shí)間。 分時(shí)系統(tǒng)的主要目標(biāo)：對(duì)用戶響應(yīng)的及時(shí)性，即： 不至于用戶等待每一個(gè)命令的處理時(shí)間過長(zhǎng)。,分時(shí)系統(tǒng)：可以同時(shí)接納數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)用戶， 由于內(nèi)存空間有限，往往采用對(duì)換（又稱交換）方式的存儲(chǔ)方法。即：將未“輪到”的作業(yè)放入磁盤，一旦“輪到”，再將其調(diào)入內(nèi)存；而時(shí)間片用完后，又將作業(yè)存回磁盤（俗稱“滾進(jìn)”、“滾出“法），使同一存儲(chǔ)區(qū)域輪流為多個(gè)用戶服務(wù)。 多用戶分時(shí)系統(tǒng)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中最普遍使用的一類操作系統(tǒng)。,實(shí)時(shí)系統(tǒng),多道批處理系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)：能獲得較令人滿意的資源利用率和系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，不能滿足實(shí)時(shí)控制與實(shí)時(shí)信息處理兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的需求 實(shí)時(shí)系統(tǒng)：系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)隨機(jī)發(fā)生的外部事件，并在嚴(yán)格的時(shí)間范圍內(nèi)完成對(duì)該事件的處理。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)在一個(gè)特定的應(yīng)用中常作為一種控制設(shè)備來使用:,實(shí)時(shí)系統(tǒng)可分成兩類： （1）實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。當(dāng)用于飛機(jī)飛行、導(dǎo)彈發(fā)射等的自動(dòng)控制時(shí)，要求計(jì)算機(jī)能盡快處理測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的數(shù)據(jù)，及時(shí)地對(duì)飛機(jī)或?qū)椷M(jìn)行控制，或?qū)⒂嘘P(guān)信息通過顯示終端提供給決策人員。當(dāng)用于軋鋼、石化等工業(yè)生產(chǎn)過程控制時(shí)，也要求計(jì)算機(jī)能及時(shí)處理由各類傳感器送來的數(shù)據(jù)，然后控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 （2）實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)。當(dāng)用于預(yù)定飛機(jī)票、查詢有關(guān)航班、航線、票價(jià)等事宜時(shí)，或當(dāng)用于銀行系統(tǒng)、情報(bào)檢索系統(tǒng)時(shí)，都要求計(jì)算機(jī)能對(duì)終端設(shè)備發(fā)來的服務(wù)請(qǐng)求及時(shí)予以正確的回答。此類對(duì)響應(yīng)及時(shí)性的要求稍弱于第一類。,實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)： （1）及時(shí)響應(yīng)。每一個(gè)信息接收、分析處理和發(fā)送的過程必須在嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)完成。 （2）高可靠性。需采取冗余措施，雙機(jī)系統(tǒng)前后臺(tái)工作，也包括必要的保密措施等。,通用操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)的三種基本類型： 多道批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)。 通用操作系統(tǒng)：具有多種類型操作特征的操作系統(tǒng)?？梢酝瑫r(shí)兼有多道批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)處理的功能，或其中兩種以上的功能。 例如：實(shí)時(shí)處理+批處理=實(shí)時(shí)批處理系統(tǒng)。首先保證優(yōu)先處理實(shí)時(shí)任務(wù)，插空進(jìn)行批處理作業(yè)。常把實(shí)時(shí)任務(wù)稱為前臺(tái)作業(yè)，批作業(yè)稱為后臺(tái)作業(yè)。 再如：批處理+分時(shí)處理=分時(shí)批處理系統(tǒng)。即：時(shí)間要求不強(qiáng)的作業(yè)放入“后臺(tái)”（批處理）處理，需頻繁交互的作業(yè)在“前臺(tái)”（分時(shí)）處理，處理機(jī)優(yōu)先運(yùn)行“前臺(tái)”作業(yè)。,從上世紀(jì)60年代中期，國(guó)際上開始研制一些大型的通用操作系統(tǒng)。這些系統(tǒng)試圖達(dá)到功能齊全、可適應(yīng)各種應(yīng)用范圍和操作方式變化多端的環(huán)境的目標(biāo)。但是，這些系統(tǒng)過于復(fù)雜和龐大，不僅付出了巨大的代價(jià)，且在解決其可靠性、可維護(hù)性和可理解性方面都遇到很大的困難。 相比之下，UNIX操作系統(tǒng)卻是一個(gè)例外。這是一個(gè)通用的多用戶分時(shí)交互型的操作系統(tǒng)。它首先建立的是一個(gè)精干的核心，而其功能卻足以與許多大型的操作系統(tǒng)相媲美，在核心層以外，可以支持龐大的軟件系統(tǒng)。它很快得到應(yīng)用和推廣，并不斷完善，對(duì)現(xiàn)代操作系統(tǒng)有著重大的影響。 至此，操作系統(tǒng)的基本概念、功能、基本結(jié)構(gòu)和組成都已形成并漸趨完善。,操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展,進(jìn)入20世紀(jì)80年代，大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)的飛躍發(fā)展，微處理機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展，掀起了計(jì)算機(jī)大發(fā)展大普及的浪潮。 一方面迎來了個(gè)人計(jì)算機(jī)的時(shí)代，同時(shí)又向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理、巨型計(jì)算機(jī)和智能化方向發(fā)展。 于是，操作系統(tǒng)有了進(jìn)一步的發(fā)展，如： 個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)等。,1）個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),是聯(lián)機(jī)交互的單用戶操作系統(tǒng)，它提供的聯(lián)機(jī)交互功能與通用分時(shí)系統(tǒng)提供的功能很相似。 由于是個(gè)人專用，因此一些功能會(huì)簡(jiǎn)單得多。 然而，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及，對(duì)于提供更方便友好的用戶接口和豐富功能的文件系統(tǒng)的要求會(huì)愈來愈迫切。,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：通過通信設(shè)施，將地理上分散的、具有自治功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，實(shí)現(xiàn)信息交換、資源共享、互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。見圖所示。,2）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：在原來各自計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上， 按照網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)增加網(wǎng)絡(luò)管理模塊， 其中包括：通信、資源共享、系統(tǒng)安全和 各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)。,表面上看：分布式系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)沒有多大區(qū)別。 分布式操作系統(tǒng)：也是通過通信網(wǎng)絡(luò)，將地理上分散的具有自治功能的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，實(shí)現(xiàn)信息交換和資源共享，協(xié)作完成任務(wù)。硬件連接相同。 但有如下一些明顯的區(qū)別：,3）分布式操作系統(tǒng),（1）分布式系統(tǒng)要求一個(gè)統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作的統(tǒng)一性。 （2）分布式操作系統(tǒng)管理分布式系統(tǒng)中的所有資源，它負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的資源分配和調(diào)度、任務(wù)劃分、信息傳輸和控制協(xié)調(diào)工作，并為用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的界面。 （3）用戶通過這一界面，實(shí)現(xiàn)所需要的操作和使用系統(tǒng)資源，至于操作定在哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，或使用哪臺(tái)計(jì)算機(jī)的資源，則是操作系統(tǒng)完成的，用戶不必知道，此謂：系統(tǒng)的透明性。 （4）分布式系統(tǒng)更強(qiáng)調(diào)分布式計(jì)算和處理，因此對(duì)于多機(jī)合作和系統(tǒng)重構(gòu)、堅(jiān)強(qiáng)性和容錯(cuò)能力有更高的要求，希望系統(tǒng)有：更短的響應(yīng)時(shí)間、高吞吐量和高可靠性。 以上四點(diǎn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都沒有。,通過回顧操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展史可知，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)有兩個(gè)重要的作用：,操作系統(tǒng)的作用,（1）管理系統(tǒng)中的各種資源。 資源= 硬件 (所有的硬件部件,如CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備） + 軟件 (程序和數(shù)據(jù)等信息) 。 從微觀上看，使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) = 使用各種硬件資源和軟件資源。 特別在多道程序系統(tǒng)中:同時(shí)有多個(gè)程序在運(yùn)行， 它們?cè)趫?zhí)行的過程中可能會(huì)要求使用系統(tǒng)中的各種資源。操作系統(tǒng)= 資源的管理者和仲裁者，由它 負(fù)責(zé)：資源在各個(gè)程序之間的調(diào)度， 保證：系統(tǒng)中的各種資源得以有效利用。,（2）為用戶提供良好的界面。 使用戶：無需了解許多有關(guān)硬件和系統(tǒng)軟件的細(xì)節(jié)，就能方便靈活地使用計(jì)算機(jī)。,因此，現(xiàn)代任何一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都必須配置一種或多種操作系統(tǒng)，才能正常高效地工作。, 20世紀(jì)80年代，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生微型計(jì)算機(jī)，配置在微機(jī)上的操作系統(tǒng)稱為微機(jī)操作系統(tǒng)。由于微機(jī)應(yīng)用的普遍性廣泛性，特此對(duì)微機(jī)操作系統(tǒng)另作一分類： （1）單用戶單任務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng) （2）單用戶多任務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng) （3）多用戶多任務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng),這種操作系統(tǒng)管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，每次僅允許一個(gè)用戶使用，且只允許用戶程序作為一個(gè)任務(wù)運(yùn)行。 （1）CP/M：1975年，Digital Research公司，Intel 8080、8085、Z80芯片，是事實(shí)上的8位微機(jī)操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。 （2）MS-DOS：1981年，Microsoft（微軟）公司，Intel 8086/8088芯片為基礎(chǔ)的IBM-PC，是事實(shí)上的16位微機(jī)單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。,1）單用戶單任務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng),這種操作系統(tǒng)管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，每次僅允許一個(gè)用戶使用，但允許將一個(gè)用戶程序分為若干個(gè)任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行，從而有效改善系統(tǒng)性能。 （1）OS/2：1987年，IBM公司，以Intel 80286/80386/80486芯片為基礎(chǔ)的PS/2，16/32位微機(jī)操作系統(tǒng)。真正的多任務(wù)處理，允許16個(gè)任務(wù)并發(fā)執(zhí)行。 （2）Windows系列：1990年：Windows3.0，微軟公司，圖形用戶界面、支持多任務(wù)。1992年：Windows3.1 ； 1995年：Windows 95；1998年：Windows 98； 2000年：Windows ME，32位多任務(wù)操作系統(tǒng)主流。,2）單用戶多任務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng),允許多個(gè)用戶通過各自的終端，使用同一臺(tái)主機(jī)，共享主機(jī)系統(tǒng)中的各類資源，而每個(gè)用戶程序又可進(jìn)一步分為若干個(gè)任務(wù)，使它們并發(fā)執(zhí)行，從而進(jìn)一步提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。在大、中、小微型計(jì)算機(jī)上都可配置。 （1）UNIX：1969年，美國(guó)電報(bào)電話公司的貝爾實(shí)驗(yàn)室，DEC公司PDP小型機(jī)，微機(jī)。目前唯一能在微機(jī)、工作站、小型機(jī)、中型機(jī)、大型機(jī)上都能運(yùn)行，當(dāng)今世界最流行的多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)。變種繁多：Xenix、Linux、Minux，等等。,3）多用戶多任務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng),（2）Windows系列：1993年：微軟公司，Windows NT，32位多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)支持功能。 2000年：Windows 2000， 2001年：Windows XP， 2003年：Windows 2003。,綜合前述各種不同的操作系統(tǒng)，可總結(jié)出，現(xiàn)代操作系統(tǒng)都有以下兩個(gè)特征。 1.并發(fā)性 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中同時(shí)存在有多個(gè)程序，宏觀上看，這些程序是同時(shí)向前推進(jìn)的。實(shí)際上，在單CPU環(huán)境下，這些并發(fā)執(zhí)行的程序是交替在CPU上運(yùn)行的。 程序的并發(fā)性具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面： 用戶程序與用戶程序之間并發(fā)執(zhí)行； 用戶程序與操作系統(tǒng)程序之間并發(fā)執(zhí)行。,操作系統(tǒng)的特征,2.共享性 操作系統(tǒng)程序與多個(gè)用戶程序共用系統(tǒng)中的各種資源，這種共享是在操作系統(tǒng)控制下實(shí)現(xiàn)的。 并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的兩個(gè)最基本的特征，它們互為存在條件: 首先，資源共享是以程序的并發(fā)執(zhí)行為條件的，若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，也就不存在資源共享問題； 另一方面，若系統(tǒng)不能對(duì)資源共享實(shí)施有效管理， 則程序的并發(fā)執(zhí)行也不能順利實(shí)現(xiàn)。,如前所述，操作系統(tǒng)的職能是：管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的所有硬、軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，并為用戶提供一個(gè)良好的工作環(huán)境和友好的接口。 已知，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要硬件資源有：處理機(jī)（CPU）、存儲(chǔ)器（內(nèi)存）、輸入/輸出設(shè)備（包括外存儲(chǔ)器）；軟件資源往往以文件的形式存在外存儲(chǔ)器。因此，為正常履行職能，操作系統(tǒng)必須具有以下五方面的基本功能。,操作系統(tǒng)的功能,主要是對(duì)處理機(jī)(CPU)進(jìn)行管理。主要任務(wù)是：對(duì)處理機(jī)的分配和運(yùn)行實(shí)施有效的管理。 在多道程序環(huán)境下，處理機(jī)的分配和運(yùn)行又都是以進(jìn)程為單位的，因此，對(duì)處