實時操作系統(tǒng)課件

大學計算機基礎(chǔ)三、操作系統(tǒng)DOSWindowsXPMACOSLinuxUNIXWindows7主要內(nèi)容:3.1操作系統(tǒng)的功能3.2文件及磁盤管理3.3程序與進程3.4WindowsXP操作系統(tǒng)3操作系統(tǒng)主要內(nèi)容:為什么要有操作系統(tǒng)？什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的特征操作系統(tǒng)的分類3.1操作系統(tǒng)功能為什么要有操作系統(tǒng)？從用戶角度來看，計算機系統(tǒng)應(yīng)該是一個穩(wěn)定的、對用戶友好、便于操作的平臺。但是，實際上用戶對硬件直接進行操作是極其困難、甚至是不可能的。怎么辦？……

操作系統(tǒng)（OperatingSystem）是一種管理、調(diào)度、控制計算機系統(tǒng)資源（硬件和軟件資源），合理組織計算機的工作流程，方便用戶使用和可擴展的計算機程序模塊的集合（系統(tǒng)軟件）。裸機DOS操作系統(tǒng)各種應(yīng)用程序操作系統(tǒng)與計算機系統(tǒng)操作系統(tǒng)是計算機的靈魂什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)和虛擬計算機用戶面對的是一個整體的計算機系統(tǒng)，分為虛擬機和物理機兩個部分。用戶實際操作的是虛擬機，物理機是由OS管理和操作的。

優(yōu)點：將復雜的物理操作剝離并下移，交給OS去處理。用戶打印2份報告！操作系統(tǒng)的功能

處理機管理有效地、合理地分配CPU的時間。

存儲管理完成存儲分配、地址轉(zhuǎn)換、信息保護以及存儲擴充等工作。設(shè)備管理對各種各樣的設(shè)備進行有效地管理，為用戶提供方便的操作，提高設(shè)備的利用率。

文件管理對文件進行組織管理、提供方便的存取和文件的安全保證機制。操作系統(tǒng)的特征并發(fā)性兩個或兩個以上的事件在同一時間間隔中發(fā)生。在早期的計算機系統(tǒng)中，一旦程序開始運行，就占用了這個系統(tǒng)的所有空間，直到運行結(jié)束，這就是單道程序系統(tǒng)。任何時刻內(nèi)存中只允許一個程序在系統(tǒng)中運行,正在運行的程序控制了這個系統(tǒng)的資源，一個程序完全運行結(jié)束后才能運行下一個程序。

程序A程序B程序C執(zhí)行

執(zhí)行

執(zhí)行

內(nèi)存時間t單道程序系統(tǒng)中程序順序執(zhí)行示意圖多道程序系統(tǒng)中程序交替執(zhí)行示意圖程序A程序B程序C執(zhí)行

等待

內(nèi)存時間t執(zhí)行

執(zhí)行

等待

等待

等待

執(zhí)行

等待

等待

等待

執(zhí)行

執(zhí)行

在多道程序系統(tǒng)中，“并發(fā)”是指宏觀上在一段時間內(nèi)可以“同時”運行多個程序。對于只有一個處理器的情況，多個進程在極短的時間內(nèi)交替執(zhí)行，而用戶并察覺不到這種交替動作。比如我們在使用計算機時可以一邊聽音樂，一邊調(diào)試程序。等待指等待CPU或系統(tǒng)資源，處于等待狀態(tài)的程序雖不占CPU,但仍然駐留內(nèi)存.操作系統(tǒng)的特征舉例：有三個程序X、Y、Z同時進入內(nèi)存開始運行：一臺CPU，兩臺IO設(shè)備，能同時動作；優(yōu)先級：X最高，Y次之，Z最低；設(shè)X、Y、Z同時開始運行；分別觀察其單道和多道處理的情況。

程序XIO260msCPU20msIO130msCPU10msIO140msCPU20msIO120ms程序YIO130msCPU40msIO270msCPU30msIO230ms程序ZCPU40msIO160msCPU30msIO270ms時間（ms）CPUIO5010015020025030016017018019011012013030608090220210230240CPUIO1IO250100150200250160170180110120130220210230240ZYXYZXYZXZXXZXYXYYZ操作系統(tǒng)的特征共享性多個并發(fā)執(zhí)行的程序可以共同使用系統(tǒng)的資源（硬件和軟件）。（1）互斥共享：如打印機，一個使用，其他等待。（2）同時訪問：磁盤、處理機，一段時間內(nèi)同時訪問。例:公共地段交通十字路口的控制：公共地段互斥操作系統(tǒng)的特征虛擬性通過虛擬技術(shù)把一個物理設(shè)備虛擬為多個邏輯設(shè)備.。如處理機、共享打印機、虛擬內(nèi)存。使用戶在使用時感覺好像有多個設(shè)備在為其服務(wù)。用戶1用戶2用戶3??????輸出輸出輸出打印打印機主機操作系統(tǒng)的分類DOS圖形用戶界面操作系統(tǒng)命令行界面操作系統(tǒng)多用戶操作系統(tǒng)單用戶操作系統(tǒng)多任務(wù)操作系統(tǒng)單任務(wù)操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)批處理系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)個人計算機操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)按任務(wù)數(shù)按用戶界面按用戶數(shù)按系統(tǒng)功能操作系統(tǒng)的分類（按系統(tǒng)功能）批處理系統(tǒng)（BatchProcessingSystem)批處理系統(tǒng)是一種“成批”處理用戶作業(yè)的操作系統(tǒng)。處理過程：用戶根據(jù)任務(wù)需求編制好程序，準備好數(shù)據(jù)，一次提交給系統(tǒng)，然后不再與作業(yè)進行交互，直到作業(yè)運行完畢。按指定時間收取運行報告后，才能根據(jù)輸出結(jié)果分析，確定是否需要進行修改再次上機。用戶提交的作業(yè)不是立即執(zhí)行，由系統(tǒng)操作員分批進行處理，每批中的作業(yè)由操作系統(tǒng)控制執(zhí)行。在早期的操作系統(tǒng)使用，目前已經(jīng)不多見。分時操作系統(tǒng)(TimeSharingSystem)分時系統(tǒng)是一種將CPU時間劃分成很小的時間片，按時間片輪轉(zhuǎn)法分配給多個終端用戶使用的操作系統(tǒng)。處理過程：多個用戶或程序分時共享硬件和軟件資源，每個用戶或程序在屬于自己的時間片內(nèi)使用計算機，依次輪轉(zhuǎn)。多用戶分時是當今操作系統(tǒng)中普遍采用的一種方式,UNIX就是典型的多用戶分時操作系統(tǒng).

CPU終端1終端2終端3終端4終端1實時系統(tǒng)是指對于特定的輸入，系統(tǒng)能夠在極短的時間內(nèi)作出響應(yīng)，并完成對該輸入請求處理的操作系統(tǒng)。處理過程：實時系統(tǒng)采用了時間片分時技術(shù)，也具有及時性，多路性，獨占性和交互性等四個特征。不過，實時操作系統(tǒng)與分時系統(tǒng)之間還是有很大的區(qū)別的。實時系統(tǒng)一般是專用的，其交互能力比較差，它只允許用戶訪問數(shù)量有限的專用程序。主要特征：

--實時性

--可靠性主要應(yīng)用：飛機售票系統(tǒng)，航天發(fā)射系統(tǒng)，生產(chǎn)過程自動控制、事務(wù)處理等有實時要求的領(lǐng)域。實時操作系統(tǒng)(RealTimeOperating

System)分布式系統(tǒng)是指通過計算機網(wǎng)絡(luò)將物理上分布的具有自治功能的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或計算機系統(tǒng)互連起來，實現(xiàn)信息交換或資源共享，協(xié)作完成處理任務(wù)的操作系統(tǒng)。處理過程：以計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，所有系統(tǒng)任務(wù)可在系統(tǒng)中任何處理機上運行，自動實現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的任務(wù)分配并自動調(diào)度各處理機的工作負載?；咎卣鳎?/p>

--功能和任務(wù)的分布性

--高可靠性分布式操作系統(tǒng)(DistributedOperatingSystem）

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是在通常操作系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上提供網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的操作系統(tǒng)。主要性能：除具有一般操作系統(tǒng)的基本功能外，還應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)管理模塊。負責管理整個網(wǎng)絡(luò)資源，保證網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸?shù)臏蚀_性、安全性和保密性，提高系統(tǒng)資源的利用率和可靠性。網(wǎng)絡(luò)功能與操作系統(tǒng)的結(jié)合程度是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的重要性能指標。早期的做法是通常操作系統(tǒng)附加網(wǎng)絡(luò)軟件，過渡到網(wǎng)絡(luò)功能成為操作系統(tǒng)的有機組成部分。代表產(chǎn)品：Netware、UNIX、Linux及Windows系列。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NetworkOperatingSystem

)嵌入式系統(tǒng)（EmbeddedOperatingSystem）嵌入式操作系統(tǒng)是指運行在嵌入式系統(tǒng)中，對整個嵌入式系統(tǒng)以及它控制的各種資源進行統(tǒng)一管理和調(diào)度的操作系統(tǒng)。主要性能：嵌入式操作系統(tǒng)能夠有效管理復雜的系統(tǒng)資源，具有實時高效性、軟件固態(tài)化以及應(yīng)用專業(yè)化等特點。嵌入式操作系統(tǒng)在制造業(yè)、過程控制、家用電器的智能化控制等領(lǐng)域中都得到了很好的應(yīng)用。內(nèi)核可剪裁，適合各種專門用途，如手機、PDA、各種專用設(shè)備。手機操作系統(tǒng)是應(yīng)用在高端智能化手機上的操作系統(tǒng)。目前應(yīng)用在手機上的操作系統(tǒng)主要有Symbian（塞班）、Android（安卓）、iPhone（蘋果）OS、WindowsPhone7等。

1.DOS Microsoft公司研制的配置在PC機的、單用戶、單任務(wù)、命令行界面的、基于磁盤的操作系統(tǒng)。從4.0版開始成為支持多任務(wù)的操作系統(tǒng)。MSDOS共發(fā)布了6版，從1.0-6.22。

2.Windows

圖形用戶界面、多任務(wù)操作系統(tǒng)，目前微型計算機中使用的主流操作系統(tǒng)。如：WindowsXP、Windows7等

典型操作系統(tǒng)簡介3.MacOSMacOS是蘋果公司開發(fā)的，只能運行在Macintosh系列機上的圖形化操作系統(tǒng)。MacOS系統(tǒng)設(shè)計基于Unix內(nèi)核，系統(tǒng)設(shè)計界面合理直觀，色彩豐富，系統(tǒng)穩(wěn)定、安全易用，處處體現(xiàn)創(chuàng)新獨特的蘋果公司理念。由于MacOS的架構(gòu)與Windows不同，現(xiàn)在瘋狂肆虐的電腦病毒幾乎都是針對Windows的，所以很少受到病毒的襲擊。Mac電腦不能直接運行Windows軟件，普通的PC兼容機也不能安裝蘋果操作系統(tǒng)。缺點是與Windows缺乏較好的兼容性。特點：-多用戶、多任務(wù)-開放性-可移植性-規(guī)模小、效能高-完備的網(wǎng)絡(luò)功能-友好的用戶界面-設(shè)備獨立性-系統(tǒng)安全性好：采用樹型目錄結(jié)構(gòu)，廣泛使用在網(wǎng)絡(luò)、大型機和工作站中。UNIX的不同版本：IBM：AIX、SUN：SunOS、HP：HP-UX等。4.UNIX操作系統(tǒng)由UNIX發(fā)展而來,源代碼開放、免費的操作系統(tǒng)。特點：-多用戶、多任務(wù)

-開放性好

-穩(wěn)定性高、安全可靠

-完備的網(wǎng)絡(luò)功能，提供了完整的網(wǎng)絡(luò)集成，

-用戶界面友好

-系統(tǒng)內(nèi)核小，對硬件要求低

-與UNIX