08級操作系統(tǒng)c單擊此處編輯母版標(biāo)題

1、Operating SystemOperating SystemPage 12022-3-8Operating SystemOperating SystemPage 22022-3-8q課程性質(zhì)與教學(xué)目的課程性質(zhì)與教學(xué)目的q基本要求基本要求q課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容q學(xué)分及學(xué)時(shí)分配學(xué)分及學(xué)時(shí)分配q參考書目參考書目q前期課程及后續(xù)課程前期課程及后續(xù)課程Operating SystemOperating SystemPage 32022-3-8 操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)最重要的大型系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)最重要的大型系統(tǒng)軟件之一之一q作用作用v對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的

2、調(diào)度和管理v提供各種強(qiáng)有力的系統(tǒng)服務(wù)提供各種強(qiáng)有力的系統(tǒng)服務(wù)v為用戶創(chuàng)造靈活而又方便的使用環(huán)境為用戶創(chuàng)造靈活而又方便的使用環(huán)境 操作系統(tǒng)這門課程主要講述操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟操作系統(tǒng)這門課程主要講述操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件的件的工作原理工作原理，包括，包括進(jìn)程管理進(jìn)程管理、存儲管理存儲管理、I/O設(shè)設(shè)備管理備管理、文件管理文件管理。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的解并掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的五大類型五大類型，資源管理的，資源管理的基基本技術(shù)、方法本技術(shù)、方法，從而更好地，從而更好地理解理解操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件的工作原理。件的工作原理。課程性質(zhì)與教學(xué)目的課

3、程性質(zhì)與教學(xué)目的Operating SystemOperating SystemPage 42022-3-8q課程性質(zhì)與教學(xué)目的課程性質(zhì)與教學(xué)目的q基本要求基本要求q課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容q學(xué)分及學(xué)時(shí)分配學(xué)分及學(xué)時(shí)分配q參考書目參考書目q前期課程及后續(xù)課程前期課程及后續(xù)課程Operating SystemOperating SystemPage 52022-3-8 通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)在知識和技能兩方面通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)在知識和技能兩方面達(dá)到要求：達(dá)到要求：q知識方面知識方面掌握操作系統(tǒng)，主要包括：計(jì)算機(jī)掌握操作系統(tǒng)，主要包括：計(jì)算機(jī)資源管理的總體思路、進(jìn)程管理、存儲管理、資源管理的總

4、體思路、進(jìn)程管理、存儲管理、I/O設(shè)備管理、文件管理。要求學(xué)生掌握資源管理系統(tǒng)設(shè)備管理、文件管理。要求學(xué)生掌握資源管理系統(tǒng)軟件的綜合性能評價(jià)的方法，理解不同資源管理的軟件的綜合性能評價(jià)的方法，理解不同資源管理的基本功能、方法。基本功能、方法。q技能方面技能方面根據(jù)掌握的操作系統(tǒng)知識對系統(tǒng)軟根據(jù)掌握的操作系統(tǒng)知識對系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析，并進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度、存儲管理、件進(jìn)行分析，并進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度、存儲管理、I/O設(shè)設(shè)備調(diào)度等相應(yīng)算法的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。備調(diào)度等相應(yīng)算法的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)?；疽蠡疽驩perating SystemOperating SystemPage 62022-3-8q課程性質(zhì)與教學(xué)目的課程性

5、質(zhì)與教學(xué)目的q基本要求基本要求q課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容q學(xué)分及學(xué)時(shí)分配學(xué)分及學(xué)時(shí)分配q參考書目參考書目q前期課程及后續(xù)課程前期課程及后續(xù)課程Operating SystemOperating SystemPage 72022-3-8課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容q操作系統(tǒng)引論操作系統(tǒng)引論q進(jìn)程管理進(jìn)程管理q處理機(jī)調(diào)度與死鎖處理機(jī)調(diào)度與死鎖q存儲器管理存儲器管理q設(shè)備管理設(shè)備管理q文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)q操作系統(tǒng)接口（略講）操作系統(tǒng)接口（略講）操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能管理系統(tǒng)軟硬件資源管理系統(tǒng)軟硬件資源擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的功能向用戶提供服務(wù)向用戶提供服務(wù)Operating SystemOper

6、ating SystemPage 82022-3-8q課程性質(zhì)與教學(xué)目的課程性質(zhì)與教學(xué)目的q基本要求基本要求q課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容q學(xué)時(shí)及學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)及學(xué)時(shí)分配q參考書目參考書目q前期課程及后續(xù)課程前期課程及后續(xù)課程Operating SystemOperating SystemPage 92022-3-8學(xué)分及學(xué)時(shí)分配學(xué)分及學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)：課程講授學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)：課程講授學(xué)時(shí)64合計(jì)：合計(jì)：64學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)Operating SystemOperating SystemPage 102022-3-8q課程性質(zhì)與教學(xué)目的課程性質(zhì)與教學(xué)目的q基本要求基本要求q課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容q學(xué)時(shí)及學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)

7、及學(xué)時(shí)分配q參考書目參考書目q前期課程及后續(xù)課程前期課程及后續(xù)課程Operating SystemOperating SystemPage 112022-3-8參考書目參考書目q 操作系統(tǒng)原理操作系統(tǒng)原理，蘇開根等，武漢大學(xué)出版，蘇開根等，武漢大學(xué)出版社社 q 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)，馮耀霖，杜舜國，西安電子科，馮耀霖，杜舜國，西安電子科技大學(xué)出版社技大學(xué)出版社q 操作系統(tǒng)與習(xí)題解析操作系統(tǒng)與習(xí)題解析，李春保，清華大學(xué)，李春保，清華大學(xué)出版社出版社q 操作系統(tǒng)概念操作系統(tǒng)概念，美美Abraham Silberschatz,Peter Baer Galvin,Greg Gagne著，鄭扣根譯，高等教育

8、出版社鄭扣根譯，高等教育出版社Operating SystemOperating SystemPage 122022-3-8q課程性質(zhì)與教學(xué)目的課程性質(zhì)與教學(xué)目的q基本要求基本要求q課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容q學(xué)時(shí)及學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)及學(xué)時(shí)分配q參考書目參考書目q前期課程及后續(xù)課程前期課程及后續(xù)課程Operating SystemOperating SystemPage 132022-3-8前期課程及后續(xù)課程前期課程及后續(xù)課程q前期課程前期課程高級語言程序設(shè)計(jì)高級語言程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Operating SystemOperating SystemPage 142022-3-8Operating

9、 SystemOperating SystemPage 152022-3-8q提出問題：提出問題： 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源由誰來管理？計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源由誰來管理？ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何執(zhí)行程序？計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何執(zhí)行程序？ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何為用戶提供服務(wù)？計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何為用戶提供服務(wù)？ 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是什么？計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是什么？ 如果讓你設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)，你如何設(shè)計(jì)？如果讓你設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)，你如何設(shè)計(jì)？OS的地位和作用的地位和作用簡單的說，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)簡單的說，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，是唯一的控制和管理整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)的核心，是唯一的控制和管理整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件的軟件硬件的軟件Operating System

10、Operating SystemPage 162022-3-8q操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用q操作系統(tǒng)的發(fā)展過程操作系統(tǒng)的發(fā)展過程q操作系統(tǒng)的基本特征操作系統(tǒng)的基本特征q操作系統(tǒng)的主要功能操作系統(tǒng)的主要功能q操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Operating SystemOperating SystemPage 172022-3-8q操作系統(tǒng)的目標(biāo)操作系統(tǒng)的目標(biāo)q操作系統(tǒng)的作用操作系統(tǒng)的作用q推動(dòng)操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿ν苿?dòng)操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿perating SystemOperating SystemPage 182022-3-8計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu))軟

11、件軟件硬件及固件（裸機(jī)）硬件及固件（裸機(jī)）應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件編輯軟件，編譯軟件編輯軟件，編譯軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成Operating SystemOperating SystemPage 192022-3-8計(jì)算機(jī)硬件操作系統(tǒng)系統(tǒng)工具應(yīng)用軟件應(yīng)用用戶應(yīng)用開發(fā)人員操作系統(tǒng)開發(fā)人員緊貼系統(tǒng)硬件之上，所有其他軟件之下（是其他軟件的共同環(huán)境）Operating SystemOperating SystemPage 202022-3-8q方便性（用戶的觀點(diǎn)）方便性（用戶的觀點(diǎn)）v提供提供良好良好的、的、一致一致的用戶的用戶接口接口，彌補(bǔ)硬件系統(tǒng)的類型，彌補(bǔ)硬件

12、系統(tǒng)的類型和數(shù)量差別，使計(jì)算機(jī)更容易使用和數(shù)量差別，使計(jì)算機(jī)更容易使用q有效性（系統(tǒng)管理人員的觀點(diǎn)）有效性（系統(tǒng)管理人員的觀點(diǎn)）v使使CPU、I/O設(shè)備和存儲空間得到設(shè)備和存儲空間得到有效利用有效利用；管理和；管理和分配硬件、軟件分配硬件、軟件資源資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程q可擴(kuò)充性可擴(kuò)充性vOS應(yīng)采用層次化結(jié)構(gòu)，以便于增加新的功能層次和模應(yīng)采用層次化結(jié)構(gòu)，以便于增加新的功能層次和模塊，并能修改老的功能層次和模塊塊，并能修改老的功能層次和模塊q開放性開放性v遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，方便地實(shí)現(xiàn)互連，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的可移植遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，方便地實(shí)現(xiàn)互連，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的可移植性和互操作性

13、性和互操作性O(shè)perating SystemOperating SystemPage 212022-3-8q操作系統(tǒng)的目標(biāo)操作系統(tǒng)的目標(biāo)q操作系統(tǒng)的作用操作系統(tǒng)的作用q推動(dòng)操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿ν苿?dòng)操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿perating SystemOperating SystemPage 222022-3-8qOS處于用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間，用戶通過處于用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間，用戶通過OS來使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q系統(tǒng)方式系統(tǒng)方式v命令行命令行v菜單式菜單式v命令腳本式命令腳本式q系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用v形式上類似于過程形式上類似于過程 OS作為接口的示意圖 調(diào)用，在應(yīng)用編程中使用調(diào)

14、用，在應(yīng)用編程中使用q圖形用戶接口圖形用戶接口v圖形、窗口等圖形、窗口等用 戶應(yīng)用程序系統(tǒng)調(diào)用 命令 圖標(biāo)、窗口操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件Operating SystemOperating SystemPage 232022-3-8q計(jì)算機(jī)的硬件資源包括處理機(jī)、存儲器、計(jì)算機(jī)的硬件資源包括處理機(jī)、存儲器、I/O設(shè)設(shè)備及數(shù)據(jù)和程序等備及數(shù)據(jù)和程序等q管理的內(nèi)容：資源的當(dāng)前狀態(tài)（數(shù)量和使用情管理的內(nèi)容：資源的當(dāng)前狀態(tài)（數(shù)量和使用情況）、資源的分配、回收和訪問操作，相應(yīng)管理況）、資源的分配、回收和訪問操作，相應(yīng)管理策略（包括用戶權(quán)限）策略（包括用戶權(quán)限）v處理機(jī)管理處理機(jī)管理v存儲器管理存儲器管理vI/O設(shè)

15、備管理設(shè)備管理v文件管理文件管理Operating SystemOperating SystemPage 242022-3-8qOS是擴(kuò)展機(jī)是擴(kuò)展機(jī)(extended machine)/虛擬機(jī)虛擬機(jī)(virtual machine)v將覆蓋了軟件的機(jī)器稱為擴(kuò)充機(jī)器或虛擬機(jī)將覆蓋了軟件的機(jī)器稱為擴(kuò)充機(jī)器或虛擬機(jī)q在裸機(jī)上添加：設(shè)備管理、文件管理、存儲管理在裸機(jī)上添加：設(shè)備管理、文件管理、存儲管理（針對內(nèi)存和外存）、處理機(jī)管理（針對（針對內(nèi)存和外存）、處理機(jī)管理（針對CPU）q合理組織工作流程：作業(yè)管理、進(jìn)程管理合理組織工作流程：作業(yè)管理、進(jìn)程管理操作系統(tǒng)的非形式化定義（關(guān)鍵點(diǎn)）：系統(tǒng)軟件，程序模

16、塊的集合，資源管理和用戶接口功能OS能把一臺能把一臺“裸裸機(jī)機(jī)”改造成功能更改造成功能更強(qiáng)大、用戶使用更強(qiáng)大、用戶使用更方便靈活、更安全方便靈活、更安全可靠的虛擬機(jī)可靠的虛擬機(jī)Operating SystemOperating SystemPage 252022-3-8q操作系統(tǒng)的目標(biāo)操作系統(tǒng)的目標(biāo)q操作系統(tǒng)的作用操作系統(tǒng)的作用q推動(dòng)操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿ν苿?dòng)操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿perating SystemOperating SystemPage 262022-3-8q提高資源的利用率和系統(tǒng)性能提高資源的利用率和系統(tǒng)性能v計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)昂貴，用作集中計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，計(jì)算機(jī)

17、系統(tǒng)昂貴，用作集中計(jì)算計(jì)算q方便用戶方便用戶v用戶上機(jī)、調(diào)試程序，分散計(jì)算時(shí)的事務(wù)處理和用戶上機(jī)、調(diào)試程序，分散計(jì)算時(shí)的事務(wù)處理和非專業(yè)用戶（商業(yè)和辦公、家庭）非專業(yè)用戶（商業(yè)和辦公、家庭）q器件的發(fā)展器件的發(fā)展vCPU的位寬度（指令和數(shù)據(jù)）、快速外存的位寬度（指令和數(shù)據(jù)）、快速外存q計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展v從單處理機(jī)到多處理機(jī)；從單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)從單處理機(jī)到多處理機(jī)；從單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)Operating SystemOperating SystemPage 272022-3-8qMS OS: MS DOS, MS Windows 3.x, Windows 95, Windows NT,

18、 Windows 2000qUNIX: BSD, SRV4, OSF1, SCO UNIX, AIX, Solaris, LinuxqNOS: Novell NetwareqRTOS: VxWorks, pSoS, NucleusOperating SystemOperating SystemPage 282022-3-8q操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用q操作系統(tǒng)的發(fā)展過程操作系統(tǒng)的發(fā)展過程q操作系統(tǒng)的基本特征操作系統(tǒng)的基本特征q操作系統(tǒng)的主要功能操作系統(tǒng)的主要功能q操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Operating SystemOperating SystemPage 2920

19、22-3-8q無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)q多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)q分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)q實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)q網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)q分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)q嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Operating SystemOperating SystemPage 302022-3-8q1946 50年代（電子管），集中計(jì)算（計(jì)算中年代（電子管），集中計(jì)算（計(jì)算中心），計(jì)算機(jī)資源昂貴心），計(jì)算機(jī)資源昂貴q工作方式工作方式v用戶：用戶既是程序員，又是操作員；用戶是計(jì)算機(jī)用戶：用戶既是程序員，又是操作員；用戶是計(jì)算機(jī)專業(yè)人員；專業(yè)人員；v編程語言：機(jī)

20、器語言編程語言：機(jī)器語言v輸入輸出：紙帶或卡片輸入輸出：紙帶或卡片q計(jì)算機(jī)的工作特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的工作特點(diǎn)v用戶獨(dú)占全機(jī)：不出現(xiàn)資源被其他用戶占用，資源利用戶獨(dú)占全機(jī)：不出現(xiàn)資源被其他用戶占用，資源利用率低用率低vCPU等待用戶：計(jì)算前，手工裝入紙帶或卡片；計(jì)算等待用戶：計(jì)算前，手工裝入紙帶或卡片；計(jì)算完成后，手工卸取紙帶或卡片；完成后，手工卸取紙帶或卡片；CPU利用率低利用率低嚴(yán)重降低了計(jì)算機(jī)資源的利用率嚴(yán)重降低了計(jì)算機(jī)資源的利用率人機(jī)矛盾！人機(jī)矛盾！Operating SystemOperating SystemPage 312022-3-8q事先將用戶程序或數(shù)事先將用戶程序或數(shù)據(jù)的紙帶或卡片準(zhǔn)

21、入據(jù)的紙帶或卡片準(zhǔn)入紙帶輸入機(jī)，在外圍紙帶輸入機(jī)，在外圍機(jī)的控制下輸入到磁機(jī)的控制下輸入到磁帶上，帶上，CPU從磁帶上從磁帶上讀入數(shù)據(jù)；輸出過程讀入數(shù)據(jù)；輸出過程正好相反正好相反q特點(diǎn)特點(diǎn)v減少了減少了CPU的空閑的空閑時(shí)間時(shí)間v提高提高I/O速度速度硬件不斷發(fā)展，硬件不斷發(fā)展，CPU速度的提高、系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大，人機(jī)速度的提高、系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大，人機(jī)矛盾嚴(yán)重，如何解決？矛盾嚴(yán)重，如何解決？輸入設(shè)備外圍機(jī)磁盤主機(jī)外圍機(jī)輸出設(shè)備 脫機(jī)I/O示意圖Operating SystemOperating SystemPage 322022-3-8q主要矛盾主要矛盾v計(jì)算機(jī)處理能力的提高，手工操作的低效率（造成浪

22、計(jì)算機(jī)處理能力的提高，手工操作的低效率（造成浪費(fèi)）；費(fèi)）；v用戶獨(dú)占全機(jī)的所有資源；用戶獨(dú)占全機(jī)的所有資源；q提高效率的途徑提高效率的途徑v專門的操作員，批處理專門的操作員，批處理Operating SystemOperating SystemPage 332022-3-8q無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)q多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)q分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)q實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)q網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)q分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)q嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Operating SystemOperating SystemPage 342022-3-8q5

23、0年代末年代末 60年代中（晶體管）：利用磁帶把年代中（晶體管）：利用磁帶把若干個(gè)作業(yè)分類編成作業(yè)執(zhí)行序列，每個(gè)批作業(yè)若干個(gè)作業(yè)分類編成作業(yè)執(zhí)行序列，每個(gè)批作業(yè)由一個(gè)專門的由一個(gè)專門的監(jiān)督程序監(jiān)督程序（Monitor）自動(dòng)依次處）自動(dòng)依次處理?？墒褂脜R編語言開發(fā)理?？墒褂脜R編語言開發(fā)q批處理中的作業(yè)的組成批處理中的作業(yè)的組成v用戶程序用戶程序v數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)v作業(yè)說明書（作業(yè)控制語言）作業(yè)說明書（作業(yè)控制語言）q批批v供一次加載的磁帶或磁盤，通常由若干個(gè)作業(yè)組供一次加載的磁帶或磁盤，通常由若干個(gè)作業(yè)組裝成，在處理中使用一組相同的系統(tǒng)軟件（系統(tǒng)裝成，在處理中使用一組相同的系統(tǒng)軟件（系統(tǒng)帶）帶）Oper

24、ating SystemOperating SystemPage 352022-3-8把下一個(gè)作業(yè)的源把下一個(gè)作業(yè)的源程序轉(zhuǎn)換為目標(biāo)程程序轉(zhuǎn)換為目標(biāo)程序序源程序源程序有錯(cuò)嗎？有錯(cuò)嗎？否否裝裝 配配目標(biāo)程序目標(biāo)程序還有下還有下一個(gè)作業(yè)？一個(gè)作業(yè)？是是否否停止停止運(yùn)運(yùn) 行行目標(biāo)程序目標(biāo)程序是是開始開始Operating SystemOperating SystemPage 362022-3-8q用戶提交作業(yè)：以紙帶或卡片為介質(zhì)用戶提交作業(yè)：以紙帶或卡片為介質(zhì)q操作員合成批作業(yè)：結(jié)果為磁帶介質(zhì)操作員合成批作業(yè)：結(jié)果為磁帶介質(zhì)q批作業(yè)處理：對批作業(yè)中的每個(gè)作業(yè)進(jìn)行相同的批作業(yè)處理：對批作業(yè)中的每個(gè)作業(yè)

25、進(jìn)行相同的處理：從磁帶讀入用戶作業(yè)和編譯鏈接程序，編處理：從磁帶讀入用戶作業(yè)和編譯鏈接程序，編譯鏈接用戶作業(yè)，生成可執(zhí)行程序；啟動(dòng)執(zhí)行；譯鏈接用戶作業(yè)，生成可執(zhí)行程序；啟動(dòng)執(zhí)行；執(zhí)行結(jié)果輸出執(zhí)行結(jié)果輸出q這時(shí)的問題：慢速的輸入輸出處理仍直接由主機(jī)這時(shí)的問題：慢速的輸入輸出處理仍直接由主機(jī)來完成。輸入輸出時(shí)，來完成。輸入輸出時(shí)，CPU處于等待狀態(tài)處于等待狀態(tài)Operating SystemOperating SystemPage 372022-3-8q衛(wèi)星機(jī)：完成面向用戶的輸入輸出（紙帶或卡衛(wèi)星機(jī)：完成面向用戶的輸入輸出（紙帶或卡片），中間結(jié)果暫存在磁帶或磁盤上片），中間結(jié)果暫存在磁帶或磁盤上q

26、利用衛(wèi)星機(jī)完成輸入輸出功能。主機(jī)與衛(wèi)星機(jī)可利用衛(wèi)星機(jī)完成輸入輸出功能。主機(jī)與衛(wèi)星機(jī)可并行工作并行工作q作業(yè)控制命令由監(jiān)督程序作業(yè)控制命令由監(jiān)督程序(monitor)來執(zhí)行，完來執(zhí)行，完成如裝入程序、編譯、運(yùn)行等操作成如裝入程序、編譯、運(yùn)行等操作q優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：同一批內(nèi)各作業(yè)的自動(dòng)依次更替，改善了同一批內(nèi)各作業(yè)的自動(dòng)依次更替，改善了主機(jī)主機(jī)CPU和和I/O設(shè)備的使用效率，提高了吞吐量設(shè)備的使用效率，提高了吞吐量q缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：磁帶或磁盤需要人工裝卸，作業(yè)需要人工磁帶或磁盤需要人工裝卸，作業(yè)需要人工分類，監(jiān)督程序易遭到用戶程序的破壞（由人工分類，監(jiān)督程序易遭到用戶程序的破壞（由人工干預(yù)才可恢復(fù)）干預(yù)才

27、可恢復(fù)）Operating SystemOperating SystemPage 382022-3-8q自動(dòng)性自動(dòng)性v在順利的情況下，磁帶上的一批作業(yè)能自動(dòng)地逐個(gè)地在順利的情況下，磁帶上的一批作業(yè)能自動(dòng)地逐個(gè)地依次運(yùn)行，而無需人工干預(yù)依次運(yùn)行，而無需人工干預(yù)q順序性順序性v磁帶上的各道作業(yè)是順序地進(jìn)入內(nèi)存，完成順序與進(jìn)磁帶上的各道作業(yè)是順序地進(jìn)入內(nèi)存，完成順序與進(jìn)入內(nèi)存順序相同入內(nèi)存順序相同q單道性單道性v內(nèi)存中只有一道程序運(yùn)行內(nèi)存中只有一道程序運(yùn)行qCPU和和I/O設(shè)備使用忙閑不均（取決于當(dāng)前作業(yè)的特設(shè)備使用忙閑不均（取決于當(dāng)前作業(yè)的特性）性）v對計(jì)算為主的作業(yè)，外設(shè)空閑對計(jì)算為主的作業(yè)，外

28、設(shè)空閑v對對I/O為主的作業(yè)，為主的作業(yè)，CPU空閑空閑Operating SystemOperating SystemPage 392022-3-8q無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)q多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)q分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)q實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)q網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)q分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)q嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Operating SystemOperating SystemPage 402022-3-8q 60年代中年代中 70年代中（集成電路），利用多道批處理提年代中（集成電路），利用多道批處理提高資源的利用率高資源的利用率q

29、 多道批處理的運(yùn)行特征多道批處理的運(yùn)行特征v多道：內(nèi)存中同時(shí)存放幾個(gè)作業(yè)，并允許并發(fā)執(zhí)行，多道：內(nèi)存中同時(shí)存放幾個(gè)作業(yè)，并允許并發(fā)執(zhí)行，從而有效地提高了資源利用率和系統(tǒng)吞吐量從而有效地提高了資源利用率和系統(tǒng)吞吐量v無序性：多個(gè)作業(yè)完成的先后順序與它們進(jìn)入內(nèi)存的無序性：多個(gè)作業(yè)完成的先后順序與它們進(jìn)入內(nèi)存的順序之間無嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系順序之間無嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系v調(diào)度性：作業(yè)調(diào)度，從后備隊(duì)列進(jìn)入內(nèi)存；進(jìn)程調(diào)度，調(diào)度性：作業(yè)調(diào)度，從后備隊(duì)列進(jìn)入內(nèi)存；進(jìn)程調(diào)度，分配處理機(jī)運(yùn)行分配處理機(jī)運(yùn)行q舉例舉例v在當(dāng)前運(yùn)行的作業(yè)需作在當(dāng)前運(yùn)行的作業(yè)需作I/O處理時(shí)，處理時(shí)，CPU轉(zhuǎn)而執(zhí)行另一轉(zhuǎn)而執(zhí)行另一個(gè)作業(yè)個(gè)作業(yè)CPU、

30、I/O設(shè)備忙閑不均、內(nèi)存利用率低，如何解決？設(shè)備忙閑不均、內(nèi)存利用率低，如何解決？Operating SystemOperating SystemPage 412022-3-8t1t2t3t4t5t6t7t8結(jié)束中斷I/O 完成啟動(dòng) I/OI/O 中斷請求I/O 完成啟動(dòng) I/OI/O 中斷請求用戶程序監(jiān)督程序I/O 操作(a) 單道程序運(yùn)行情況程 序 A程序A I/O 請求程序A I/O 完成程 序 B程序B I/O 請求程 序 C程序C I/O 請求程 序 D程序D I/O 請求C I/O 完成C 再 被 調(diào) 度程序B I/O 完成程序A再被調(diào)度程 序 A程 序 B程 序 C程 序 D調(diào)

31、度 程 序(b) 四 道 程 序 運(yùn) 行 情 況A完成結(jié)束中斷Operating SystemOperating SystemPage 422022-3-8q多道性多道性v多道程序駐留內(nèi)存：提高了資源的利用率；多道程序駐留內(nèi)存：提高了資源的利用率；v程序并發(fā)執(zhí)行：提高了系統(tǒng)的吞吐量；程序并發(fā)執(zhí)行：提高了系統(tǒng)的吞吐量；q無序性無序性v作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存先后順序和完成的先后順序無對應(yīng)作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存先后順序和完成的先后順序無對應(yīng)性性q調(diào)度性調(diào)度性v作業(yè)提交給系統(tǒng)需經(jīng)過兩次調(diào)度作業(yè)提交給系統(tǒng)需經(jīng)過兩次調(diào)度作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度進(jìn)程調(diào)度進(jìn)程調(diào)度Operating SystemOperating SystemPage

32、432022-3-8q優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)v資源利用率高：資源利用率高：CPU、I/O設(shè)備和內(nèi)存利用率較高；設(shè)備和內(nèi)存利用率較高；v作業(yè)吞吐量大：單位時(shí)間內(nèi)完成的工作總量大作業(yè)吞吐量大：單位時(shí)間內(nèi)完成的工作總量大q缺點(diǎn)缺點(diǎn)v用戶交互性差：整個(gè)作業(yè)完成后或中間出錯(cuò)時(shí)，用戶交互性差：整個(gè)作業(yè)完成后或中間出錯(cuò)時(shí)，才與用戶交互，不利于調(diào)試和修改才與用戶交互，不利于調(diào)試和修改v作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長：短作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間顯著增作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長：短作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間顯著增長長Operating SystemOperating SystemPage 442022-3-8 單道 多道 內(nèi)存使用 每次一個(gè)作業(yè) 每次多個(gè)作業(yè)（充分利用

33、內(nèi)存） 作業(yè)次序 順序，先進(jìn)先出 無確定次序 Operating SystemOperating SystemPage 452022-3-8q處理機(jī)管理：如何共享、分配及回收處理機(jī)、提處理機(jī)管理：如何共享、分配及回收處理機(jī)、提高利用率高利用率q內(nèi)存管理：如何分配、互不重疊及干擾內(nèi)存管理：如何分配、互不重疊及干擾qI/O設(shè)備管理：如何共享及分配、方便用戶、提設(shè)備管理：如何共享及分配、方便用戶、提高利用率高利用率q文件管理：如何組織數(shù)據(jù)和程序、便于使用、保文件管理：如何組織數(shù)據(jù)和程序、便于使用、保證數(shù)據(jù)的安全性及一致性證數(shù)據(jù)的安全性及一致性q作業(yè)管理：如何根據(jù)作業(yè)類型進(jìn)行組織作業(yè)管理：如何根據(jù)作業(yè)

34、類型進(jìn)行組織操作系統(tǒng)是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理操作系統(tǒng)是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理地對各類作業(yè)進(jìn)調(diào)度，以及方便用戶使用的程序集合地對各類作業(yè)進(jìn)調(diào)度，以及方便用戶使用的程序集合Operating SystemOperating SystemPage 462022-3-8q無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)q多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)q分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)q實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)q網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)q分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)q嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Operating SystemOperating SystemPage

35、472022-3-8q產(chǎn)生原因：用戶需要產(chǎn)生原因：用戶需要v人人機(jī)交互機(jī)交互v共享主機(jī)共享主機(jī)v便于用戶上機(jī)：遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)便于用戶上機(jī)：遠(yuǎn)程聯(lián)機(jī)q70年代中期至今年代中期至今q把計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)資源（尤其是把計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)資源（尤其是CPU時(shí)間）時(shí)間）進(jìn)行時(shí)間上的分割，每個(gè)時(shí)間段稱為一個(gè)進(jìn)行時(shí)間上的分割，每個(gè)時(shí)間段稱為一個(gè)時(shí)間片（時(shí)間片（time slice），每個(gè)用戶依次輪），每個(gè)用戶依次輪流使用時(shí)間片流使用時(shí)間片Operating SystemOperating SystemPage 482022-3-8q分時(shí)分時(shí)的含義分時(shí)是指的含義分時(shí)是指多個(gè)用戶多個(gè)用戶分享分享使用使用同一臺同一臺計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)；

36、多個(gè)程序多個(gè)程序分時(shí)共享硬件分時(shí)共享硬件和和軟件資源軟件資源v多個(gè)用戶分時(shí)：單個(gè)用戶使用計(jì)算機(jī)的效率低，因多個(gè)用戶分時(shí)：單個(gè)用戶使用計(jì)算機(jī)的效率低，因而允許多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)在內(nèi)存中，分別服務(wù)于不而允許多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)在內(nèi)存中，分別服務(wù)于不同的用戶。有用戶輸入時(shí)由同的用戶。有用戶輸入時(shí)由CPU執(zhí)行，處理完一次執(zhí)行，處理完一次用戶輸入后程序暫停，等待下一次用戶輸入時(shí)用戶輸入后程序暫停，等待下一次用戶輸入時(shí)走時(shí)停走時(shí)停v前臺和后臺程序前臺和后臺程序(foreground & background)分時(shí)：分時(shí)：后臺程序不占用終端輸入輸出，不與用戶交互后臺程序不占用終端輸入輸出，不與用戶交互現(xiàn)在

37、的圖形用戶界面現(xiàn)在的圖形用戶界面(GUI)，除當(dāng)前交互的程序，除當(dāng)前交互的程序(輸輸入焦點(diǎn)入焦點(diǎn))之外，其他程序均作為后臺之外，其他程序均作為后臺v按時(shí)間片按時(shí)間片(time slice)分配：各個(gè)程序在分配：各個(gè)程序在CPU上執(zhí)上執(zhí)行的輪換時(shí)間行的輪換時(shí)間Operating SystemOperating SystemPage 492022-3-8q如何使用戶能與自已的作業(yè)進(jìn)行交互是分時(shí)系統(tǒng)如何使用戶能與自已的作業(yè)進(jìn)行交互是分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題的關(guān)鍵問題v及時(shí)接收及時(shí)接收v及時(shí)處理及時(shí)處理q為了實(shí)現(xiàn)交互，用戶作業(yè)必須及時(shí)進(jìn)入內(nèi)存；不為了實(shí)現(xiàn)交互，用戶作業(yè)必須及時(shí)進(jìn)入內(nèi)存；不允許一個(gè)作業(yè)長期占用

38、處理機(jī)，須按時(shí)間片分配允許一個(gè)作業(yè)長期占用處理機(jī)，須按時(shí)間片分配 分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法：分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法：v單道分時(shí)系統(tǒng)單道分時(shí)系統(tǒng)v具有具有“前臺前臺”和和“后臺后臺”的分時(shí)系統(tǒng)的分時(shí)系統(tǒng)v多道分時(shí)系統(tǒng)多道分時(shí)系統(tǒng)Operating SystemOperating SystemPage 502022-3-8q 多路性多路性v共享系統(tǒng)資源，提高了資源利用率。節(jié)省維護(hù)開支，可靠共享系統(tǒng)資源，提高了資源利用率。節(jié)省維護(hù)開支，可靠性高。促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，提高資源利用率：遠(yuǎn)地性高。促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，提高資源利用率：遠(yuǎn)地用戶通過終端（較便宜）聯(lián)機(jī)使用用戶通過終端（較便宜）聯(lián)機(jī)使用q 獨(dú)立性獨(dú)立性

39、v每個(gè)用戶一臺終端，互不干擾，感覺像一個(gè)人獨(dú)占計(jì)算機(jī)每個(gè)用戶一臺終端，互不干擾，感覺像一個(gè)人獨(dú)占計(jì)算機(jī)q 及時(shí)性及時(shí)性v用戶請求應(yīng)盡快得到響應(yīng)用戶請求應(yīng)盡快得到響應(yīng)q 交互性交互性v用戶可通過終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對話，請求系統(tǒng)提用戶可通過終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對話，請求系統(tǒng)提供多方面的服務(wù)，如文件編輯、數(shù)據(jù)處理、資源共享等供多方面的服務(wù)，如文件編輯、數(shù)據(jù)處理、資源共享等v系統(tǒng)能及時(shí)對用戶的操作進(jìn)行響應(yīng)，顯著提高調(diào)試和修改系統(tǒng)能及時(shí)對用戶的操作進(jìn)行響應(yīng)，顯著提高調(diào)試和修改程序的效率：縮短了周轉(zhuǎn)時(shí)間程序的效率：縮短了周轉(zhuǎn)時(shí)間Operating SystemOperating SystemPa

40、ge 512022-3-8q無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)q多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)q分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)q實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)q網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)q分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)q嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)如何解決緊急任務(wù)？如何解決緊急任務(wù)？Operating SystemOperating SystemPage 522022-3-8q用于工業(yè)過程控制、軍事實(shí)時(shí)控制、金融等領(lǐng)域，用于工業(yè)過程控制、軍事實(shí)時(shí)控制、金融等領(lǐng)域，包括：包括：v實(shí)時(shí)控制：當(dāng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過程的控制形實(shí)時(shí)控制：當(dāng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過程的控制形成以計(jì)算機(jī)為中心的控制系統(tǒng)時(shí)，系

41、統(tǒng)要求能成以計(jì)算機(jī)為中心的控制系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)要求能實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行及實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)處理，從而自動(dòng)地控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使時(shí)處理，從而自動(dòng)地控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使某些參數(shù)（如濕度、壓力、液位）能按預(yù)定的某些參數(shù)（如濕度、壓力、液位）能按預(yù)定的規(guī)律變化，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。規(guī)律變化，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。 v實(shí)時(shí)信息處理：能及時(shí)接收從遠(yuǎn)程終端發(fā)來的實(shí)時(shí)信息處理：能及時(shí)接收從遠(yuǎn)程終端發(fā)來的服務(wù)請求，對信息進(jìn)行檢索和處理，并在很短服務(wù)請求，對信息進(jìn)行檢索和處理，并在很短時(shí)間內(nèi)作出回答時(shí)間內(nèi)作出回答q主要設(shè)計(jì)目標(biāo)：主要設(shè)計(jì)目標(biāo)：響應(yīng)時(shí)間短；響

42、應(yīng)時(shí)間短；實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理；連實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理；連續(xù)人機(jī)對話；過載防護(hù)；高度可靠性和安全續(xù)人機(jī)對話；過載防護(hù)；高度可靠性和安全Operating SystemOperating SystemPage 532022-3-8q任務(wù)的類型任務(wù)的類型v周期性實(shí)時(shí)任務(wù)周期性實(shí)時(shí)任務(wù)v非周期性實(shí)時(shí)任務(wù)：截止時(shí)間非周期性實(shí)時(shí)任務(wù)：截止時(shí)間(deadline)，開始截止，開始截止時(shí)時(shí)間（最晚開始時(shí)間）和完成截止時(shí)間（最晚完成時(shí)間）間（最晚開始時(shí)間）和完成截止時(shí)間（最晚完成時(shí)間）q對截止時(shí)間的要求對截止時(shí)間的要求v硬實(shí)時(shí)任務(wù)（硬實(shí)時(shí)任務(wù)（hard real-time task）：必須滿足截）：必須滿足截止時(shí)間要求止時(shí)間

43、要求v軟實(shí)時(shí)任務(wù)（軟實(shí)時(shí)任務(wù)（soft real-time task）q通常通常把兼有分時(shí)、實(shí)時(shí)和批處理三者或其中兩者把兼有分時(shí)、實(shí)時(shí)和批處理三者或其中兩者的操作系統(tǒng)，的操作系統(tǒng)，稱作稱作通用操作系統(tǒng)通用操作系統(tǒng)?？蛇m用于計(jì)算、?？蛇m用于計(jì)算、事務(wù)處理等多種領(lǐng)域，能運(yùn)行在多種硬件平臺上，事務(wù)處理等多種領(lǐng)域，能運(yùn)行在多種硬件平臺上，如如 UNIX系統(tǒng)、系統(tǒng)、Windows NT等。通用化、等。通用化、小型化小型化Operating SystemOperating SystemPage 542022-3-8分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)多路性多路性多終端服務(wù)多終端服務(wù)多路現(xiàn)場、多個(gè)對象、多多路現(xiàn)

44、場、多個(gè)對象、多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)獨(dú)立性獨(dú)立性終端服務(wù)互相獨(dú)立、互不終端服務(wù)互相獨(dú)立、互不干擾干擾信息采集和對象控制互不信息采集和對象控制互不干擾干擾及時(shí)性及時(shí)性用戶可接受的用戶可接受的實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)同分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)同分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)要求高實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)要求高交互性交互性強(qiáng)強(qiáng)僅對特定服務(wù)僅對特定服務(wù)可靠性可靠性一般一般強(qiáng)，通常采取容錯(cuò)措施強(qiáng)，通常采取容錯(cuò)措施Operating SystemOperating SystemPage 552022-3-8q無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)q多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)q分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)q實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)

45、系統(tǒng)q網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)q分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)q嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Operating SystemOperating SystemPage 562022-3-8q計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)q網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)功能Operating SystemOperating SystemPage 572022-3-8v計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 通過通信設(shè)施將物理上分散的通過通信設(shè)施將物理上分散的具有自治功具有自治功能能的的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來的實(shí)現(xiàn)信息交起來的實(shí)現(xiàn)信息交換、資源共享、可互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。換、資源共享、可互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。Operati

46、ng SystemOperating SystemPage 582022-3-8v網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在各種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上，按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在各種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上，按網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的軟件協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的軟件包括網(wǎng)絡(luò)管理、通信、安全、資源共享和各包括網(wǎng)絡(luò)管理、通信、安全、資源共享和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用目標(biāo)目標(biāo)：是相互通信及資源共享：是相互通信及資源共享Operating SystemOperating SystemPage 592022-3-8q無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)q多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)q分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)q實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系

47、統(tǒng)q網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)q分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)q嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Operating SystemOperating SystemPage 602022-3-8q基于兩種環(huán)境基于兩種環(huán)境v多處理器系統(tǒng)多處理器系統(tǒng)v多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的更高級的形式是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的更高級的形式q保持了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的全部功能保持了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的全部功能Operating SystemOperating SystemPage 612022-3-8q特征特征v是一個(gè)統(tǒng)一的操作系統(tǒng)是一個(gè)統(tǒng)一的操作系統(tǒng)v資源進(jìn)一步共享資源進(jìn)一步共享v透明性：資源共享與分布對用戶是透明的透明性：資

48、源共享與分布對用戶是透明的v自治性：處于分布式系統(tǒng)的多個(gè)主機(jī)處于自治性：處于分布式系統(tǒng)的多個(gè)主機(jī)處于平等地位，無主從關(guān)系平等地位，無主從關(guān)系v處理能力增強(qiáng)、速度更快、可靠性增強(qiáng)處理能力增強(qiáng)、速度更快、可靠性增強(qiáng)Operating SystemOperating SystemPage 622022-3-8q網(wǎng)絡(luò)和分布式的區(qū)別網(wǎng)絡(luò)和分布式的區(qū)別v分布式具有各個(gè)計(jì)算機(jī)間相互通訊，分布式具有各個(gè)計(jì)算機(jī)間相互通訊，無主無主從關(guān)系；網(wǎng)絡(luò)有主從關(guān)系從關(guān)系；網(wǎng)絡(luò)有主從關(guān)系v分布式系統(tǒng)資源為分布式系統(tǒng)資源為所有用戶共享所有用戶共享；而網(wǎng)絡(luò)；而網(wǎng)絡(luò)有限制地共享有限制地共享v分布式系統(tǒng)中若干個(gè)計(jì)算機(jī)可相互協(xié)作共分布

49、式系統(tǒng)中若干個(gè)計(jì)算機(jī)可相互協(xié)作共同完成一項(xiàng)任務(wù)同完成一項(xiàng)任務(wù)Operating SystemOperating SystemPage 632022-3-8q無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)q單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)q多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)q分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)q實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)q網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)q分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)q嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)Operating SystemOperating SystemPage 642022-3-8q嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)v在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，完成在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，完成特定功特定功能能的軟硬件系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)

50、v它們是一個(gè)大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中的一部它們是一個(gè)大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中的一部分，這個(gè)大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)分，這個(gè)大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)可以不是可以不是“計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)”v由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，因此稱為嵌入式系統(tǒng)中，因此稱為嵌入式系統(tǒng)Operating SystemOperating SystemPage 652022-3-8qEOSEOS（Embedded Operating SystemEmbedded Operating System）在嵌入式系統(tǒng)）在嵌入式系統(tǒng)中的中的OSOSv是運(yùn)行在嵌入式智能芯片環(huán)境中是運(yùn)行在嵌入式智能芯片環(huán)境中v對整個(gè)智能

51、芯片以及它所操作、控制的各種部件裝對整個(gè)智能芯片以及它所操作、控制的各種部件裝置等等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)度、指揮和控制的系置等等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)度、指揮和控制的系統(tǒng)軟件統(tǒng)軟件v國際上有名的嵌入式操作系統(tǒng)有國際上有名的嵌入式操作系統(tǒng)有Windows CE Windows CE 、Palm OS Palm OS 、Linux Linux 、VxWorks VxWorks 、pSOSpSOS、 QNXQNX、OS-OS-9 9 、LynxOSLynxOS等，已進(jìn)入我國市場的國外產(chǎn)品有等，已進(jìn)入我國市場的國外產(chǎn)品有WindRiverWindRiver、MicrosoftMicrosoft、QNXQ

52、NX和和NuclearNuclear等等v我國起步較晚，此類產(chǎn)品主要是基于自主版權(quán)的我國起步較晚，此類產(chǎn)品主要是基于自主版權(quán)的LinuxLinux操作系統(tǒng)，其中以中軟操作系統(tǒng)，其中以中軟LinuxLinux、紅旗、紅旗LinuxLinux、東方東方LinuxLinux為代表。為代表。Operating SystemOperating SystemPage 662022-3-8q典型嵌入式操作系統(tǒng)的特性典型嵌入式操作系統(tǒng)的特性v完成完成某一項(xiàng)或有限項(xiàng)某一項(xiàng)或有限項(xiàng)功能；功能；不不是是通用通用型的型的v在性能和實(shí)時(shí)性方面有嚴(yán)格的限制在性能和實(shí)時(shí)性方面有嚴(yán)格的限制v能源、成本和可靠性通常是影響設(shè)計(jì)的

53、重能源、成本和可靠性通常是影響設(shè)計(jì)的重要因素要因素v占有資源少、易于連接占有資源少、易于連接v系統(tǒng)功能可系統(tǒng)功能可針對需求進(jìn)行裁剪、調(diào)整和生針對需求進(jìn)行裁剪、調(diào)整和生成成，以便滿足最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，以便滿足最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求Operating SystemOperating SystemPage 672022-3-8q嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用嵌入計(jì)算的各種應(yīng)用特點(diǎn)嵌入計(jì)算的各種應(yīng)用特點(diǎn)v掌上電腦掌上電腦運(yùn)算速度：運(yùn)算速度： 100 KIPS100 KIPS 在大小上優(yōu)化、支持手寫、低能耗在大小上優(yōu)化、支持手寫、低能耗v工業(yè)設(shè)備工業(yè)設(shè)備運(yùn)算速度：運(yùn)算速度： 1 MIPS1 MI

54、PS安全優(yōu)先，控制流程為主安全優(yōu)先，控制流程為主v軍事裝備軍事裝備運(yùn)算速度運(yùn)算速度 ：1 GFLOPS 1 GFLOPS 可靠性最重要可靠性最重要Operating SystemOperating SystemPage 682022-3-8q操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用q操作系統(tǒng)的發(fā)展過程操作系統(tǒng)的發(fā)展過程q操作系統(tǒng)的基本特征操作系統(tǒng)的基本特征q操作系統(tǒng)的主要功能操作系統(tǒng)的主要功能q操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Operating SystemOperating SystemPage 692022-3-8q并發(fā)（并發(fā)（Concurrence）q共享（共享（Sharing）q虛

55、擬（虛擬（Virtual）q異步性（異步性（Asynchronism）注意：這里指的是通用操作系統(tǒng)！注意：這里指的是通用操作系統(tǒng)！Operating SystemOperating SystemPage 702022-3-8q并發(fā)是指多個(gè)事件在并發(fā)是指多個(gè)事件在同一時(shí)間段同一時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。操作系內(nèi)發(fā)生。操作系統(tǒng)是一個(gè)并發(fā)系統(tǒng)，各進(jìn)程間的并發(fā)，系統(tǒng)與應(yīng)統(tǒng)是一個(gè)并發(fā)系統(tǒng)，各進(jìn)程間的并發(fā)，系統(tǒng)與應(yīng)用間的并發(fā)。操作系統(tǒng)要完成這些并發(fā)過程的管用間的并發(fā)。操作系統(tǒng)要完成這些并發(fā)過程的管理。理。q并行并行(parallel)是指在是指在同一時(shí)刻同一時(shí)刻發(fā)生發(fā)生q在多道程序處理時(shí)，在多道程序處理時(shí)，宏觀宏觀上

56、并發(fā)，上并發(fā)，微觀微觀上交替執(zhí)上交替執(zhí)行（行（在單處理器情況下在單處理器情況下）q程序的靜態(tài)實(shí)體是可執(zhí)行文件，而動(dòng)態(tài)實(shí)體是進(jìn)程序的靜態(tài)實(shí)體是可執(zhí)行文件，而動(dòng)態(tài)實(shí)體是進(jìn)程（或稱作任務(wù)），并發(fā)指的是進(jìn)程（或線程）程（或稱作任務(wù)），并發(fā)指的是進(jìn)程（或線程） 注意區(qū)分并發(fā)和并行！注意區(qū)分并發(fā)和并行！Operating SystemOperating SystemPage 712022-3-8q并發(fā)（并發(fā)（Concurrence）q共享（共享（Sharing）q虛擬（虛擬（Virtual）q異步性（異步性（Asynchronism）Operating SystemOperating SystemPage

57、 722022-3-8q是指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中是指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程執(zhí)行的進(jìn)程（線程）（線程）共同使用共同使用。因資源屬性不同，對資源共享。因資源屬性不同，對資源共享的方式也不同的方式也不同q互斥共享互斥共享（如音頻設(shè)備、打印機(jī)等）（如音頻設(shè)備、打印機(jī)等）v資源分配后到釋放前，不能被其他進(jìn)程所用。資源分配后到釋放前，不能被其他進(jìn)程所用。q同時(shí)訪問同時(shí)訪問（如可重入代碼，磁盤文件）（如可重入代碼，磁盤文件）v同時(shí)是宏觀上的，在微觀上進(jìn)程可能是交替地對資源同時(shí)是宏觀上的，在微觀上進(jìn)程可能是交替地對資源進(jìn)行訪問進(jìn)行訪問q并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的兩

58、個(gè)最基本的特征兩個(gè)最基本的特征。一方。一方面，資源面，資源共享是以共享是以程序程序(進(jìn)程進(jìn)程)的的并發(fā)執(zhí)行為條件并發(fā)執(zhí)行為條件的；的；另一方面，若系統(tǒng)不能對資源共享實(shí)施有效管理，另一方面，若系統(tǒng)不能對資源共享實(shí)施有效管理， 協(xié)調(diào)好諸進(jìn)程對共享資源的訪問，也必然影響到程協(xié)調(diào)好諸進(jìn)程對共享資源的訪問，也必然影響到程序并發(fā)執(zhí)行的程度序并發(fā)執(zhí)行的程度 并發(fā)和共享是相互依存的！并發(fā)和共享是相互依存的！Operating SystemOperating SystemPage 732022-3-8q并發(fā)（并發(fā)（Concurrence）q共享（共享（Sharing）q虛擬（虛擬（Virtual）q異步性（異步

59、性（Asynchronism）Operating SystemOperating SystemPage 742022-3-8q通過某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)通過某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對應(yīng)物，主要目的在于提高資源邏輯上的對應(yīng)物，主要目的在于提高資源的利用率的利用率q如如vCPU每個(gè)用戶（進(jìn)程）的每個(gè)用戶（進(jìn)程）的虛處理機(jī)虛處理機(jī)v存儲器每個(gè)進(jìn)程都占有的地址空間（指令存儲器每個(gè)進(jìn)程都占有的地址空間（指令數(shù)據(jù)堆棧）數(shù)據(jù)堆棧）v顯示設(shè)備多窗口或虛擬終端顯示設(shè)備多窗口或虛擬終端(virtual terminal)v打印設(shè)備將臨界資源變?yōu)橥瑫r(shí)訪問資源打印設(shè)備將臨界資源變?yōu)橥瑫r(shí)訪問資

60、源Operating SystemOperating SystemPage 752022-3-8q并發(fā)（并發(fā)（Concurrence）q共享（共享（Sharing）q虛擬（虛擬（Virtual）q異步性（異步性（Asynchronism）Operating SystemOperating SystemPage 762022-3-8q也稱也稱不確定性不確定性，指進(jìn)程的執(zhí)行，指進(jìn)程的執(zhí)行順序順序和執(zhí)行和執(zhí)行時(shí)間時(shí)間的不確定性的不確定性q進(jìn)程的運(yùn)行速度不可預(yù)知：分時(shí)系統(tǒng)中，多個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行速度不可預(yù)知：分時(shí)系統(tǒng)中，多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，時(shí)走時(shí)停時(shí)走時(shí)停，不可預(yù)知每個(gè)進(jìn)，不可預(yù)知每個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行推進(jìn)快慢