第十五课操作系统的概述.doc

第十五课 操作系统的概述 [课 题] 操作系统的概述 [课 型] 新课 [授课课时] [教学目标] 了解操作系统的概述 [教学重点] 操作系统的概述 [教学难点] 操作系统的概述 [教学过程] 一、操作系统的概述 操作系统是一种首要的、最基本、最重要的系统，软件也是最庞大、最复杂的系统软件。主要作用是充分管理和控制计算机软硬件资源，合理组织计算机工作流程，努力提高计算机的利用率，为用户提供良好的工作环境和友好的操作界面。 二、操作系统的功能 从资源管理的观点出发，人们通常把操作系统分为CPU管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理五个主要组成部分。 CPU管理 CPU是整个计算机系统中的核心硬件资源。在多道程序的环境中，CPU分配主要对象是进程（或线程），操作系统通过选择一个合适的进程占有CPU来实现对CPU的管理，因此，对CPU的管理归根到底就是对进程的管理。主要有进程调度、进程控制、进程同步与互斥、进程通信、死锁的检测与处理等。 进程由程序块、进程控制块和数据块三部分组成。它有三种状态：就绪状态、运行状态和等待状态。 存储管理 存储管理主要是指对内存储器的管理，负责对内存的分配和回收、内存的保护和内存的扩充，存储管理的目的是尽量方便用户和提高内存的使用效率。内存部分和外存部分的交换还要涉及到地址变换技术。 设备管理 计算机设备大致可分为字符块设备和字符设备两大类型。主要的块设备有硬盘、软盘、磁带和光盘等。常见的字符设备是终端、屏幕、打印机、绘图仪、串、并行口和通信口等。时钟是一种较为特殊的I/O设备。 从资源分配的观点来看，可以把设备分为独占设备、共享设备和虚拟设备。 设备管理的主要任务有设备的分配和回收、设备的控制和信息传输即设备驱动；其次是提高CPU与设备以及设备与设备之间的并行工作程度，提高设备的使用效率。主要的设备管理技术有中断技术、通道技术、缓冲技术等。 文件管理 文件管理的主要目的是将文件长期、有组织、有条理地存放在系统之中，并向用户和程序提供方便的建立、打开、关闭、撤消等存取接口，便于用户共享文件。文件管理的主要功能有文件存储空间的分配和回收、目录管理、文件的存取操作与控制、文件的安全与维护、文件逻辑地址与物理地址的映像、文件系统的安装、拆除和检查等。文件管理的实质是“按名存取”。 作业管理 作业管理的主要任务是作业高度和作业控制。 作业就是用户在一次过程中要求计算机系统所做的工作的总称。一个作业由程序、数据及有关的控制信息所组成。操作系统为用户提供两个接口：一是程序级接口，二是作业控制级接口。 操作系统对计算机资源进行全面管理，它的特征是多任务并行和多用户资源共享。多任务并行指操作系统可以支持用户同时进行多项任务同时工作；资源共享指系统中的资源为多个用户共同使用。资源共享是目的，并行工作是手段。 2操作系统的类型 操作系统可以分为批处理系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和多媒体操作系统等类型。 在批处理系统中，系统操作员将作业成批地装入计算机，由操作系统选择作业调入内存加以处理，最后由操作员将运行结果交给用户。批处理系统的目标是提高资源利用率和作业流程的自动化。 分时操作系指计算机连接多个终端，系统把主机时间分成若干时间片，采用时间片轮转法的方式处理用户的服务请求，给每个用户分配一段CPU时间进行处理。 分时操作系统具有以下几个基本特征：同时性、交互性、独占性和及时性。 实时操作系统是指系统能够及时响应事件，并以足够快的速度完成对该事件的处理。实时系统包括实时控制系统和实时处理系统。 1