《操作系統(tǒng)（OS）》課件-第一章

操作系統(tǒng)（OS）專業(yè)基礎(chǔ)必修課總學(xué)時(shí)52、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)8不遲到、早退，不曠課認(rèn)真聽(tīng)講，做有效率的學(xué)生第一章操作系統(tǒng)導(dǎo)論學(xué)習(xí)目標(biāo)理解操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所處的地位，熟練掌握操作系統(tǒng)的概念、功能和特性。

了解操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史。掌握不同類型操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。理解并掌握操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。了解操作系統(tǒng)的人機(jī)界面。1.1操作系統(tǒng)概念指令系統(tǒng)微程序機(jī)器級(jí)數(shù)字邏輯級(jí)匯編語(yǔ)言級(jí)高級(jí)語(yǔ)言級(jí)操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)軟件硬件1.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.1操作系統(tǒng)概念CPU擴(kuò)展槽寄存器組ARPCI/O橋主存儲(chǔ)器USB控制器圖形適配器磁盤(pán)控制器鼠標(biāo)鍵盤(pán)顯示器磁盤(pán)IRDRCache圖1-1典型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件組成1.1操作系統(tǒng)概念1.處理器和幾種主要的寄存器（1）數(shù)據(jù)寄存器（DR）：用于暫存指令執(zhí)行過(guò)程中需要或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。（2）地址寄存器（AR）：包含指令和數(shù)據(jù)的主存儲(chǔ)器地址。數(shù)據(jù)寄存器和地址寄存器可以是通用的，對(duì)程序員也是可見(jiàn)的，可通過(guò)編程引用，減少對(duì)主存儲(chǔ)器的訪問(wèn)，提高執(zhí)行速度。（3）程序計(jì)數(shù)器（PC）：保存下一條指令的地址，處理器每取指一次則自動(dòng)遞增。（4）指令寄存器（IR）：保存處理器即將執(zhí)行的指令的內(nèi)容。（5）程序狀態(tài)字（PSW）寄存器組：包含條件碼和其他狀態(tài)信息。1.1操作系統(tǒng)概念2.主存儲(chǔ)器和高速緩沖存儲(chǔ)器高存取速度寄存器高速緩存主存儲(chǔ)器磁盤(pán)磁帶光盤(pán)…存儲(chǔ)容量大圖1-2存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)圖1.1操作系統(tǒng)概念圖1-3處理器執(zhí)行指令過(guò)程不允許中斷允許中斷開(kāi)始取下一條指令執(zhí)行指令檢查并初始化中斷處理機(jī)構(gòu)結(jié)束3.指令執(zhí)行過(guò)程1.1操作系統(tǒng)概念圖1-4完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成操作系統(tǒng)裸機(jī)語(yǔ)言處理數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)軟件應(yīng)用軟件鏈接裝配編程環(huán)境用戶

操作系統(tǒng)（OperatingSystem）是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件資源和軟件資源的系統(tǒng)軟件，它合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。1.1.2操作系統(tǒng)概念操作系統(tǒng)能做什么？1.1.2操作系統(tǒng)的含義操作系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源、合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程操作系統(tǒng)給用戶提供了一個(gè)方便、友好的使用操作的平臺(tái)1.1.3操作系統(tǒng)的功能1.用戶和用戶程序與計(jì)算機(jī)之間的接口2.資源管理（1）處理器管理（2）存儲(chǔ)管理

（3）文件管理

（4）設(shè)備管理

3.控制和協(xié)調(diào)程序的運(yùn)行第一章緒論處理機(jī)管理完成處理機(jī)資源的分配、調(diào)度和回收等功能。處理機(jī)調(diào)度的單位可為進(jìn)程或線程。由于處理機(jī)調(diào)度策略不同，出現(xiàn)不同類型的操作系統(tǒng)，如批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)第一章緒論存儲(chǔ)管理管理目標(biāo)：提高利用率、方便用戶使用、提供足夠的存儲(chǔ)空間、方便進(jìn)程并發(fā)運(yùn)行。內(nèi)存的分配、保護(hù)和擴(kuò)充。存儲(chǔ)器分配與回收地址映射（變換）：邏輯地址到內(nèi)存物理地址映射存儲(chǔ)保護(hù)：保證進(jìn)程間互不干擾、相互保密內(nèi)存擴(kuò)充（覆蓋、交換和虛擬存儲(chǔ)）：提高內(nèi)存利用率、擴(kuò)大進(jìn)程的內(nèi)存空間第一章緒論設(shè)備管理管理目標(biāo)：方便設(shè)備的使用、提高CPU與I/O設(shè)備利用率設(shè)備操作：利用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成對(duì)設(shè)備的操作設(shè)備獨(dú)立性(deviceindependence)：提供統(tǒng)一的I/O設(shè)備接口，使應(yīng)用程序獨(dú)立于物理設(shè)備，提高可適應(yīng)性；在同樣的接口和操作下完成不同的內(nèi)容設(shè)備分配與回收：在多用戶間共享I/O設(shè)備資源緩沖區(qū)管理：匹配CPU和外設(shè)的速度，提高兩者的利用率。主機(jī)與外設(shè)并行第一章緒論信息管理管理目標(biāo)：解決軟件資源的存儲(chǔ)、共享、保密和保護(hù)文件存儲(chǔ)空間管理：解決如何存放信息，以提高空間利用率和讀寫(xiě)性能目錄管理：解決信息檢索問(wèn)題。文件的屬性（如文件名）、單一副本賦予多文件名文件的讀寫(xiě)管理和存取控制：解決信息安全問(wèn)題。系統(tǒng)設(shè)口令“哪個(gè)用戶”、用戶分類“哪個(gè)用戶組”、文件權(quán)限“針對(duì)用戶或用戶組的讀寫(xiě)權(quán)”第一章緒論用戶接口管理目標(biāo)：提供一個(gè)友好的用戶訪問(wèn)操作系統(tǒng)的接口。操作系統(tǒng)向上提供兩種接口系統(tǒng)命令：供用戶用于組織和控制自己的作業(yè)運(yùn)行。命令行、菜單式或GUI“聯(lián)機(jī)”；命令腳本“脫機(jī)”編程接口：供用戶程序和系統(tǒng)程序調(diào)用操作系統(tǒng)功能。系統(tǒng)調(diào)用和高級(jí)語(yǔ)言庫(kù)函數(shù)通過(guò)這些命令和調(diào)用，向OS提出申請(qǐng)，由OS調(diào)用內(nèi)部功能來(lái)完成1.1.4操作系統(tǒng)的特性1.并發(fā)性2.共享性3.不確定性4.虛擬性5.可擴(kuò)展性第一章緒論1.1.4操作系統(tǒng)的特性并發(fā)性

指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)存在有多個(gè)程序，宏觀上，這些程序是同時(shí)向前推進(jìn)的。并發(fā)：指多個(gè)事件在同一時(shí)間段內(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)用間的并發(fā)。操作系統(tǒng)要完成這些并發(fā)過(guò)程的管理。并行（parallel）:是指在同一時(shí)刻發(fā)生。在多道程序處理時(shí)，宏觀上并發(fā)，微觀上交替執(zhí)行（在單處理器情況下）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。第一章緒論1.1.4操作系統(tǒng)的特性共享（sharing）

多個(gè)進(jìn)程共享有限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源。操作系統(tǒng)要對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行合理分配和使用。資源在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)交替被多個(gè)進(jìn)程所用互斥共享（如音頻設(shè)備）：資源分配后到釋放前，不能被其他進(jìn)程所用同時(shí)訪問(wèn)（如磁盤(pán)文件）資源分配難以達(dá)到最優(yōu)化第一章緒論1.1.4操作系統(tǒng)的特性虛擬（virtual）一個(gè)物理實(shí)體映射為若干個(gè)對(duì)應(yīng)的邏輯實(shí)體——分時(shí)或分空間虛擬是操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)資源的重要手段，可提高資源利用率CPU——每個(gè)用戶（進(jìn)程）的“虛處理機(jī)”存儲(chǔ)器——每個(gè)進(jìn)程都占有的地址空間（指令＋數(shù)據(jù)＋堆棧）“虛擬存儲(chǔ)器”顯示設(shè)備——多窗口或虛擬終端（virtualterminal）獨(dú)享設(shè)備——假脫機(jī)技術(shù)（Spooling），虛設(shè)備第一章緒論1.1.4操作系統(tǒng)的特性異步性（asynchronism）也稱不確定性：指進(jìn)程的執(zhí)行順序和執(zhí)行時(shí)間的不確定性進(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，“時(shí)走時(shí)停”，不可預(yù)知每個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行推進(jìn)快慢無(wú)論快慢，應(yīng)該結(jié)果相同——通過(guò)進(jìn)程互斥和同步手段來(lái)保證難以重現(xiàn)系統(tǒng)在某個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)（包括重現(xiàn)運(yùn)行中的錯(cuò)誤）因?yàn)椴淮_定性，在設(shè)計(jì)OS時(shí)，要充分考慮各種可能性，以便穩(wěn)定、安全、高效地達(dá)到并發(fā)和資源共享1.2.1手工操作階段（20世紀(jì)40年代）工作方式用戶：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；編程語(yǔ)言：為機(jī)器語(yǔ)言；輸入輸出：紙帶或卡片；計(jì)算機(jī)的工作特點(diǎn)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；CPU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；CPU利用率低；1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.1手工操作階段ENIAC計(jì)算機(jī)沒(méi)有程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（甚至沒(méi)有匯編），更談不上操作系統(tǒng)，通過(guò)在一些插板上的硬連線來(lái)控制計(jì)算機(jī)的基本功能。程序員提前預(yù)約一段時(shí)間，然后到機(jī)房將他的插件板插到計(jì)算機(jī)里，期盼著在接下來(lái)的時(shí)間中,幾萬(wàn)個(gè)真空管不會(huì)燒斷，從而可以計(jì)算自己的題目。1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.1手工操作階段50年代早期，出現(xiàn)了穿孔卡片。程序?qū)懺诳ㄆ先缓笞x入計(jì)算機(jī)，而不用插板，但計(jì)算過(guò)程則依然如舊。1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.1手工操作階段50年代早期，出現(xiàn)了穿孔卡片。程序?qū)懺诳ㄆ先缓笞x入計(jì)算機(jī)，而不用插板，但計(jì)算過(guò)程則依然如舊。問(wèn)題：計(jì)算機(jī)處理能力的提高與手工操作的低效率（造成浪費(fèi)）用戶獨(dú)占全機(jī)的所有資源解決：擺脫手工操作，實(shí)現(xiàn)作業(yè)的自動(dòng)過(guò)渡1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.2早期批處理（20世紀(jì)50年代）聯(lián)機(jī)批處理：I/O設(shè)備與主機(jī)直接連接1.2操作系統(tǒng)的歷史輸入帶輸出設(shè)備輸入設(shè)備主機(jī)紙帶機(jī)卡片機(jī)打印機(jī)系統(tǒng)帶圖1-5聯(lián)機(jī)批處理系統(tǒng)模型圖1.2.2早期批處理（20世紀(jì)50年代）聯(lián)機(jī)批處理：I/O設(shè)備與主機(jī)直接連接用戶將程序?qū)懺诩埳希ㄓ酶呒?jí)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言）將作業(yè)穿孔成卡片，再將卡片盒交給操作員操作員有選擇地把若干作業(yè)合成一批，通過(guò)輸入設(shè)備（紙帶輸入機(jī)或讀卡機(jī)）輸入監(jiān)督程序讀入一個(gè)作業(yè)從輸入設(shè)備調(diào)入，編譯、連接、運(yùn)行程序返回4，再讀入一個(gè)作業(yè)，直到一批作業(yè)完成返回3，處理下一批1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.2早期批處理1.聯(lián)機(jī)批處理優(yōu)點(diǎn)：解決了作業(yè)的自動(dòng)轉(zhuǎn)接，減少了人工操作時(shí)間問(wèn)題：作業(yè)輸入和結(jié)果輸出過(guò)程中，CPU處于等待狀態(tài)1.2操作系統(tǒng)的歷史2.脫機(jī)批處理：增加一臺(tái)不與主機(jī)直接相連而專門(mén)與I/O設(shè)備交換信息的衛(wèi)星機(jī)1.2操作系統(tǒng)的歷史作業(yè)5作業(yè)6衛(wèi)星機(jī)作業(yè)1作業(yè)2打印/輸出輸入作業(yè)3主計(jì)算機(jī)作業(yè)4作業(yè)5作業(yè)4作業(yè)3作業(yè)2輸入帶輸出帶圖1-6脫機(jī)批處理系統(tǒng)模型圖1.2操作系統(tǒng)的歷史脫機(jī)批處理系統(tǒng)的發(fā)展中，還有兩項(xiàng)重要的硬件技術(shù)起到了重要的作用。（1）中斷技術(shù)（2）通道技術(shù)無(wú)論是聯(lián)機(jī)批處理還是脫機(jī)批處理，作業(yè)都是一一有序排隊(duì)，一道作業(yè)全部處理完才會(huì)處理下一道作業(yè)。1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.3多道程序批處理系統(tǒng)兩道程序并行的時(shí)序程序1的運(yùn)行時(shí)間為t8-t1程序2的運(yùn)行時(shí)間為t7-t2串行運(yùn)行時(shí)，總運(yùn)行時(shí)間需t8-t1+t7-t2若采用并發(fā)方式運(yùn)行，則總運(yùn)行時(shí)間僅為t8-t1，顯然可以縮短作業(yè)總的周轉(zhuǎn)時(shí)間。

1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.3多道程序批處理系統(tǒng)例：兩個(gè)相同的作業(yè)，依次要執(zhí)行15秒計(jì)算、10秒輸入、15秒計(jì)算、10秒輸出這4個(gè)環(huán)節(jié)圖1-7給出了這兩個(gè)作業(yè)分別在串行執(zhí)行和并行執(zhí)行時(shí)的時(shí)序圖，并將執(zhí)行過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù)作了統(tǒng)計(jì)對(duì)比。10070計(jì)算J1輸入計(jì)算輸出J2J2輸入輸出計(jì)算J1輸入計(jì)算計(jì)算J1作業(yè)時(shí)間CPUJ1J2計(jì)算輸出J2J2輸出計(jì)算J1輸入計(jì)算CPUJ1J2并行串行完成完成圖1-7兩個(gè)作業(yè)的串行與并行時(shí)序?qū)Ρ葓D1.2操作系統(tǒng)的歷史單道串行方式多道并行方式總運(yùn)行時(shí)間10070CPU工作時(shí)間6060CPU利用率60%85%平均周轉(zhuǎn)時(shí)間7562.5多道批處理：CPU利用率高、系統(tǒng)吞吐量大

在處理大量的計(jì)算作業(yè)時(shí)最給力！串行與并行執(zhí)行的數(shù)據(jù)對(duì)比1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.4分時(shí)系統(tǒng)交互性強(qiáng)的作業(yè)你有多快？CPU有多快？所謂分時(shí)技術(shù)，是指多個(gè)用戶可以共享一個(gè)主機(jī)的CPU時(shí)間。在分時(shí)系統(tǒng)中，一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接多個(gè)終端。主機(jī)時(shí)間被劃分成很小的時(shí)間片，每一個(gè)時(shí)間片為一個(gè)終端服務(wù)，依次輪轉(zhuǎn)。1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.4分時(shí)操作系統(tǒng)（20世紀(jì)70年代）含義：分時(shí)是指多個(gè)用戶分享使用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)，分時(shí)共享硬件和軟件資源。多個(gè)用戶分時(shí)：?jiǎn)蝹€(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)于不同的用戶；前臺(tái)和后臺(tái)程序分時(shí)：后臺(tái)程序不占用終端輸入輸出，不與用戶交互——現(xiàn)在的圖形用戶界面(GUI)，除當(dāng)前交互的程序(輸入焦點(diǎn))之外，其他程序均作為后臺(tái)；通常按時(shí)間片分配：各個(gè)程序在CPU上執(zhí)行的輪換時(shí)間。把處理器的運(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)分配給各作業(yè)使用。1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.4分時(shí)操作系統(tǒng)人機(jī)交互性好：在調(diào)試和運(yùn)行程序時(shí)由用戶自己操作共享主機(jī)：多個(gè)用戶同時(shí)使用用戶獨(dú)立性：對(duì)每個(gè)用戶而言好象獨(dú)占主機(jī)現(xiàn)在的許多操作系統(tǒng)都具有分時(shí)處理的功能，在分時(shí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，操作系統(tǒng)的發(fā)展開(kāi)始分化，如實(shí)時(shí)系統(tǒng)、通用系統(tǒng)、個(gè)人系統(tǒng)等。1.2操作系統(tǒng)的歷史1.2.5實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)用于工業(yè)過(guò)程控制、軍事實(shí)時(shí)控制、金融等領(lǐng)域，包括實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)信息處理要求：響應(yīng)時(shí)間短，在一定范圍之內(nèi)；系統(tǒng)可靠性高目前的操作系統(tǒng)，通常具有分時(shí)、實(shí)時(shí)和批處理功能，又稱作通用操作系統(tǒng)。可適用于計(jì)算、事務(wù)處理等多種領(lǐng)域，能運(yùn)行在多種硬件平臺(tái)上，如UNIX系統(tǒng)、WindowsNT等。——通用化、小型化1.2操作系統(tǒng)的歷史操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展個(gè)人計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)智能化操作系統(tǒng)第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型批處理操作系統(tǒng)（batchprocessingoperatingsystem）分時(shí)操作系統(tǒng)（timesharingoperatingsystem）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（realtimeoperatingsystem）個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（personalcomputeroperatingsystem）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（networkoperatingsystem）分布式操作系統(tǒng)（distributedoperatingsystem）第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.1批處理操作系統(tǒng)特征用戶脫機(jī)使用計(jì)算機(jī)成批處理多道程序運(yùn)行提交收容運(yùn)行就緒等待完成作業(yè)錄入作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度用戶第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.1批處理操作系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)資源利用率高（CPU、內(nèi)存、I/O）系統(tǒng)吞吐量大缺點(diǎn)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)無(wú)交互能力注意多道程序系統(tǒng)（multiprogramming）與多重處理系統(tǒng)（multiprocessing）第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.2分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)的定義：把計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)資源（尤其是CPU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)時(shí)間片（timeslice），每個(gè)用戶依次輪流使用時(shí)間片。時(shí)間片CPU時(shí)間ABCABCB…第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.2分時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)追求的目標(biāo)：及時(shí)響應(yīng)（依據(jù)指標(biāo)：響應(yīng)時(shí)間）響應(yīng)時(shí)間：從終端發(fā)出命令到系統(tǒng)給予回答所經(jīng)歷的時(shí)間第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.2分時(shí)系統(tǒng)特征多路性：允許在一臺(tái)主機(jī)上同時(shí)連接多臺(tái)聯(lián)機(jī)終端，系統(tǒng)按分時(shí)原則為每個(gè)用戶服務(wù)獨(dú)立性：每個(gè)用戶各占一個(gè)終端，彼此獨(dú)立工作及時(shí)性：用戶的請(qǐng)求在很短的時(shí)間內(nèi)能夠獲得響應(yīng)交互性：用戶可以通過(guò)終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的對(duì)話分時(shí)操作系統(tǒng)是一個(gè)聯(lián)機(jī)（on-line）、多用戶（multi-user）、交互式（interactive）的操作系統(tǒng)第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.3實(shí)時(shí)系統(tǒng)

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)主要用于過(guò)程控制、事務(wù)處理等有實(shí)時(shí)要求的領(lǐng)域，其主要特征是實(shí)時(shí)性和可靠性。分類實(shí)時(shí)過(guò)程控制，工業(yè)控制，軍事控制，...實(shí)時(shí)通信（信息）處理，電訊（自動(dòng)交換），銀行，飛機(jī)訂票，股市行情第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.3實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制過(guò)程數(shù)據(jù)采集：收集、接收和錄入系統(tǒng)工作必須的信息加工處理：對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的信息進(jìn)行加工處理控制操作：根據(jù)加工的結(jié)果采取適當(dāng)?shù)拇胧┗騽?dòng)作反饋處理：監(jiān)督執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行結(jié)果實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)通過(guò)“隊(duì)列驅(qū)動(dòng)”或“事件驅(qū)動(dòng)”開(kāi)始工作第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.3實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)特征的比較設(shè)計(jì)目標(biāo)：分時(shí)系統(tǒng)為給多用戶提供通用的交互型開(kāi)發(fā)運(yùn)行環(huán)境，實(shí)時(shí)系統(tǒng)為特殊用途提供專用系統(tǒng)交互性：分時(shí)系統(tǒng)交互性強(qiáng)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)較弱響應(yīng)時(shí)間：分時(shí)系統(tǒng)以用戶能夠接受的響應(yīng)時(shí)間為準(zhǔn)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)與受控對(duì)象及應(yīng)用場(chǎng)合有關(guān)第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.4通用操作系統(tǒng)如果一個(gè)操作系統(tǒng)兼有批處理、分時(shí)或?qū)崟r(shí)處理的全部或兩種功能，該操作系統(tǒng)為通用操作系統(tǒng)1.3.5微機(jī)操作系統(tǒng)開(kāi)放性：支持不同系統(tǒng)互聯(lián)、分布式處理多CPU系統(tǒng)通用性：支持應(yīng)用程序的獨(dú)立性和在不同平臺(tái)上的可移植性高性能：支持虛擬存儲(chǔ)器、多線程、對(duì)稱處理器采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)：提供基本支持功能的內(nèi)核很小，大部分功能由內(nèi)核之外的服務(wù)程序完成第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.6網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)能夠控制計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中方便地傳送信息和共享資源，并能為網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種所需的服務(wù)功能網(wǎng)絡(luò)通信：在源計(jì)算機(jī)和目標(biāo)計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳送資源管理：對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的硬、軟件資源實(shí)施管理網(wǎng)絡(luò)管理：安全控制、性能監(jiān)測(cè)、維護(hù)功能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：如e-mail、文件傳輸、共享設(shè)備服務(wù)、遠(yuǎn)程作業(yè)錄入等第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.6網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)特征網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)互連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)群體其中的計(jì)算機(jī)是自治的，每臺(tái)計(jì)算機(jī)均有自己的操作系統(tǒng)，各自獨(dú)立工作，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制下協(xié)同工作系統(tǒng)互連要通過(guò)通信設(shè)施實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通過(guò)通信設(shè)施執(zhí)行信息交換、資源共享、互操作和協(xié)作處理，實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用要求第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.7分布式操作系統(tǒng)集中式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：處理和控制能力都高度集中在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，所有任務(wù)均由它完成。分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：由多臺(tái)分散的計(jì)算機(jī)經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接而成的系統(tǒng)。管理分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)稱為分布式操作系統(tǒng)。分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與單機(jī)集中式操作系統(tǒng)區(qū)別進(jìn)程通信：集中式簡(jiǎn)單，分布式涉及機(jī)構(gòu)、規(guī)程和路徑算法資源管理：集中式，一類資源由一個(gè)管理程序管理；分布式，一類資源由多個(gè)管理程序管理，這些程序必須協(xié)調(diào)一致工作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：分布式，有若干相對(duì)獨(dú)立的部分，分布在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.7分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的比較耦合程度分布式系統(tǒng)是緊密耦合系統(tǒng)：分布式OS是在各機(jī)上統(tǒng)一建立的“OS同質(zhì)”，直接管理CPU、存儲(chǔ)器和外設(shè)；統(tǒng)一進(jìn)行全系統(tǒng)的管理網(wǎng)絡(luò)通常容許異種OS互連，各機(jī)上各種服務(wù)程序需按相同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議“協(xié)議同質(zhì)”并行性分布式OS可以將一個(gè)進(jìn)程分散在各機(jī)上并行執(zhí)行“進(jìn)程遷移”網(wǎng)絡(luò)則各機(jī)上的進(jìn)程獨(dú)立第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.7分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的比較透明性：用戶是否知道或指定資源在哪個(gè)機(jī)器上（如CPU、內(nèi)存或外設(shè)）分布式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度對(duì)用戶透明，用戶不了解所占有資源的位置網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的使用要由用戶明確指定健壯性：分布式系統(tǒng)要求更強(qiáng)的容錯(cuò)能力第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.8嵌入式操作系統(tǒng)需求：計(jì)算機(jī)嵌入式應(yīng)用嵌入式（計(jì)算機(jī)）硬件不再以物理上獨(dú)立的裝置或設(shè)備出現(xiàn)，而是部分或全部隱藏和嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)中對(duì)嵌入式（計(jì)算機(jī)）系統(tǒng)的軟件、即嵌入式軟件（embeddedsoftware）的需求嵌入式操作系統(tǒng)：運(yùn)行在嵌入式（計(jì)算機(jī)）環(huán)境中、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及所有操作的各種部件、裝置等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、處理、指揮和控制的系統(tǒng)軟件。第一章緒論1.3操作系統(tǒng)的基本類型1.3.8嵌入式操作系統(tǒng)特點(diǎn)微型化：內(nèi)存少（1M以內(nèi)