計算機軟件基礎(chǔ)課件：資源管理技術(shù)-操作系統(tǒng)的概念

資源管理技術(shù)BasicsofComputerSoftware答辯人：XXX操作系統(tǒng)的概念8.1應(yīng)用程序各種編譯程序系統(tǒng)實用程序操作系統(tǒng)8.1操作系統(tǒng)的概念所謂操作系統(tǒng)就是能有效地管理計算機系統(tǒng)中的各種軟、硬件資源，合理地組織計算機的工作流程，為用戶創(chuàng)造良好工作環(huán)境的系統(tǒng)軟件。它是加在計算機硬件上的第一層軟件,

是硬件的首次擴充。裸機1手工操作階段2早期批處理階段3執(zhí)行系統(tǒng)、多道批處理系統(tǒng)4多道批處理系統(tǒng)5分時系統(tǒng)6實時處理7現(xiàn)代操作系統(tǒng)8.1.1OS的發(fā)展過程8.1.1OS的發(fā)展過程第一階段：手工操作階段用戶必須是計算機專家用戶既是操作員又是程序員應(yīng)用范圍小主要用于科學(xué)計算沒有操作系統(tǒng)只能用機器指令控制、操作計算機用戶獨占整個系統(tǒng)資源資源利用率低；CPU等待人工操作輸入紙帶（卡片）、電傳打字機輸出結(jié)果、在控制臺上用搬鍵輸入命令等面臨的問題人機矛盾日益突出、系統(tǒng)資源利用率低8.1.1OS的發(fā)展過程第二階段：早期批處理階段面臨的問題低高速CPU和低速I/O的矛盾加劇第一代操作系統(tǒng)為解決人機矛盾，提高資源利用率，讓計算機保持不間斷工作、減少人工干預(yù)程度。于是產(chǎn)生了把“零散的單一程序處理”變?yōu)椤凹械某膳绦蛱幚怼钡奶幚矸绞綔p少了手工操作的時間使系統(tǒng)有相對較長的連續(xù)運行時間，從而提高了CPU利用率分工明確程序員負責(zé)把實際問題抽象為求解模型，并把它編為可運行程序；而上機操作則由操作員來完成按序存放把一批性質(zhì)相同的程序按序存放在存儲介質(zhì)中一次性提交作業(yè)一次性提交給計算機進行處理開始擺脫手工操作方式由批處理監(jiān)管程序來完成成批處理8.1.1OS的發(fā)展過程第三階段：執(zhí)行系統(tǒng)02中斷技術(shù)在程序運行中，出現(xiàn)了某種緊急事件，必須暫時中止現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去處理此事件，然后再恢復(fù)中斷程序的運行技術(shù)01通道技術(shù)CPU不再直接控制I/O設(shè)備，而是通過通道去控制，從而實現(xiàn)了CPU和I/O設(shè)備之間的并行工作，緩解了CPU和I/O速度不匹配的矛盾；也稱為“I/O處理機”；借助于通道與中斷技術(shù)，I/O工作可以在主機控制之下完成。這時，原有的監(jiān)督程序不僅要負責(zé)調(diào)度作業(yè)自動地運行，而且還要提供I/O控制功能，它增強了原有的功能。這個優(yōu)化后的監(jiān)督程序常駐主存，稱為執(zhí)行系統(tǒng)。8.1.1OS的發(fā)展過程第四階段：多道批處理系統(tǒng)多道批處理用戶提交的作業(yè)都先放在外存上并排成一個后備隊列，由作業(yè)調(diào)度程序按一定算法從中選擇若干個作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，使它們共享CPU及系統(tǒng)中的各種資源。從微觀上一個時刻只有一個程序在處理機上運行從宏觀上幾道程序都處于執(zhí)行狀態(tài)，有的在處理機上運行，有的在進行輸入/輸出，它們的工作都在向前推進8.1.1OS的發(fā)展過程第五階段：分時系統(tǒng)02與批處理系統(tǒng)的區(qū)別在批處理系統(tǒng)中，一個作業(yè)可以長時間地占用CPU直至該作業(yè)執(zhí)行完成；而在分時系統(tǒng)中，一個作業(yè)只能在屬于它的那個時間片內(nèi)使用CPU，時間一到，系統(tǒng)將剝奪作業(yè)的CPU使用權(quán)，把CPU分配給其他的作業(yè)使用01分時系統(tǒng)把處理機時間劃分成很短的時間片輪流地分配給各個聯(lián)機作業(yè)使用，如果某作業(yè)在分配的時間片內(nèi)還未完成計算，該作業(yè)就暫時中斷，等待下一輪繼續(xù)計算。8.1.1OS的發(fā)展過程第五階段：分時系統(tǒng)系統(tǒng)核心時間片輪流調(diào)度技術(shù)影響因素用戶數(shù)目，時間片的長短、作業(yè)調(diào)度所必須的系統(tǒng)開銷等特點同時性、獨立性及時性、交互性必須考慮系統(tǒng)的響應(yīng)時間?有人說：分時系統(tǒng)中分時時間片的長短問題無所謂，并不影響終端用戶得到的及時響應(yīng)。結(jié)論分時時間片的長短問題是一個重要問題，它將直接影響用戶得到的及時響應(yīng)8.1.1OS的發(fā)展過程第五階段：分時系統(tǒng)8.1.1OS的發(fā)展過程第六階段：實時系統(tǒng)02與分時系統(tǒng)的區(qū)別實時系統(tǒng)專用性很強，交互能力較差，用戶數(shù)量有限；分時系統(tǒng)通用性很強，交互能力很強，允許用戶運行或修改應(yīng)用程序。01實時系統(tǒng)實時處理是以快速響應(yīng)為特征的?！皩崟r”二字的含義是指計算機對于外來信息能夠在被控對象允許的截止期限內(nèi)做出反應(yīng)。稱為特殊的分時系統(tǒng)8.1.1OS的發(fā)展過程第六階段：實時系統(tǒng)系統(tǒng)核心時間片分時技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)生產(chǎn)的過程控制、實時信息處理特點對時間有嚴格的限制，要求計算機能對外部隨機事件做出及時響應(yīng)，并處理分類實時控制系統(tǒng)、實時信息處理系統(tǒng)8.1.1OS的發(fā)展過程第七階段：現(xiàn)代操作系統(tǒng)發(fā)展方向個人化、視窗化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、分布式我國現(xiàn)狀華為鴻蒙系統(tǒng)（HUAWEIHarmonyOS），特點多用戶、圖形界面、網(wǎng)絡(luò)化及多媒體應(yīng)用領(lǐng)域各行各業(yè)8.1.2OS的功能與任務(wù)操作系統(tǒng)的任務(wù)和作用操作系統(tǒng)的主要任務(wù)：是為多道程序的運行提供良好的運行環(huán)境，以保證多道程序有條不紊、高效地運行，并能最大限度的提高系統(tǒng)中各種資源的利用率和方便用戶的使用。其作用有如下幾個方面：（1）管理系統(tǒng)資源（2）為用戶提供資源共享的條件和環(huán)境，并對資源的使用進行合理調(diào)度（3）提供輸入輸出的方便環(huán)境，提供良好的用戶界面（4）規(guī)定用戶的接口，進行各種錯誤