操作系统原理教程（第二版） -连卫民 第1章 操作系统概述.ppt

21世纪高职高专新概念教材操作系统原理教程 连卫民 徐保民 等编著 第1章 操作系统概述 1.1 计算机系统 1.2 操作系统的目标、作用和模型 1.3 操作系统的形成与发展 1.4 操作系统的特征与功能 本章结束！ 1.1 计算机系统 1.1.1 计算机硬件 计算机硬件是指组成计算机系统的设备或机器，它是组成计算机系统的基础。 计算机硬件一般包括中央处理器（CPU）、主存储器、外存储器、输入设备和输出设备，其中CPU与主存储器合称为主机，外存储器、输入设备和输出设备合称为外部设备。 1.1 计算机系统 1.1.1 计算机硬件 计算机硬件之间的关系如图1-1所示。 1.1 计算机系统 1.1.2 计算机软件 计算机软件是指组成计算机系统的程序、数据和文档。程序是指令的有序集合，是根据一定的算法，采用相应的数据结构，用某种计算机语言进行的描述；数据是信息在计算机中的表示，是计算机处理的对象；文档是各种说明文本，是软件操作的辅助性资源。 计算机的所有工作都必须在软件的控制下才能进行，没有软件的计算机称为“裸机”，是任何工作都做不了的。 根据软件的作用可以把软件分为系统软件和应用软件。系统软件是支持和管理计算机硬件的软件，是服务于硬件的，它创立的是一个平台；应用软件是完成用户某项要求的软件，是服务于特定用户的，它满足某一个应用领域。 1.1 计算机系统 1.1.2 计算机软件 软件的作用如图1-2所示。计算机用户通过应用软件让计算机为自己服务，而应用软件又是通过系统软件来管理和使用计算机硬件。 1.1 计算机系统 1.1.2 计算机软件 系统软件包括操作系统、数据库管理系统、计算机编译语言和各种系统服务性程序。应用软件包括计算机源程序和应用软件包。所有这些软件，操作系统是基础，它是其他软件的平台。没有操作系统，其他软件就无法工作。 1.2 操作系统的作用、目标与模型 1.2.1 操作系统的作用 1. 作用：操作系统是在计算机硬件上加载的第一层软件，是对计算机硬件功能的首次扩充。其他软件只有在操作系统的支持下，才能对计算机硬件工作。操作系统的作用如图1-4所示。 1.2 操作系统的作用、目标与模型 1.2.1 操作系统的作用 2. 四种作用形式： 用户通过编写的源程序，在数据库管理系统（DBMS）或编译系统的作用下，由操作系统控制和解释给硬件去执行； 用户通过服务性程序（也称工具软件），经操作系统的作用，来完成对计算机的操作； 用户通过可执行程序，经操作系统的作用来实现对硬件的操作； 用户通过操作系统提供的命令来实现对硬件的操作。 1.2 操作系统的作用、目标与模型 1.2.2 操作系统的目标 1. 方便性：操作系统最终是要为用户服务的。所以，设计操作系统时必须考虑用户能否方便地操作计算机。用户的操作包括直接使用命令完成各种操作，也包括通过设计程序让计算机完成各种操作。 2. 有效性：操作系统的主要工作是要支持和管理计算机硬件的，如何有效地利用计算机的硬件资源，充分发挥它们的使用效率是操作系统解决的主要问题。 3. 可扩充性：操作系统是为应用服务的，随着应用环境的变化，操作系统自身的功能也必须不断增加和完善。在设计操作系统的体系结构时，要采用合理的结构使其能够不断地扩充和完善。 4. 开放性：操作系统的主要功能是管理计算机硬件，随着计算机硬件技术的发展，为了使这些硬件能够正确、有效地协同工作，就必须实现应用程序的可移植性和互操作性，因而要求计算机系统具有统一的开放环境。 1.2 操作系统的作用、目标与模型 1.2.3 操作系统的层次模型 操作系统可以看成是一个层次结构，其最底层为操作系统的操作对象，中间层为管理操作对象的软件集合，最高层为提供给用户的系统接口，如图1-5所示。 1.2 操作系统的作用、目标与模型 1.2.3 操作系统的层次模型 1. 操作对象：主要是指操作系统所管理的各种软硬件资源，包括处理器、存储器、I/O设备、文件和作业。 2. 管理软件：管理软件是操作系统的核心，它集中了操作系统的主要功能。这些功能包括处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和作业管理。 3. 系统接口：系统接口是操作系统为方便用户的使用提供给用户的各种功能和服务，这些接口包括命令接口和程序接口。 1.3