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计算机软件基础 第3章 操作系统 第3章 操作系统 3.1 操作系统的类型和功能 3.2 处理机管理 3.3 存储管理 3.4 文件管理 3.5 设备管理 3.6 作业管理 * 厦门大学通讯工程系 常见的操作系统 Windows Linux Unix Dos Mac OS X … 操作系统的目标 方便性 易于使用 有效性 组织和管理计算机的软硬件资源 组织计算机的工作流程 可扩充性 便于增加新的功能模块和修改老的功能模块 开放性 易于实现应用程序的可移植性和互操作性 3.1 操作系统的类型和功能 3.1.1 操作系统的地位 * 计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成，硬件系统主要是由处理机(CPU)、主存储器、外围设备(包括辅助存储器和各种输入输出设备，如磁盘、光盘、 打印机、鼠标、键盘、显示器、网卡等)，软件系统是计算机程序及其相关文档的集合，是用户与计算机硬件之间的接口。 操作系统是最基本的系统软件，它直接运行在裸机之上，是计算机硬件系统的第一次扩充。在操作系统的支持下，计算机才能运行其它任何软件，所以在用户看来，操作系统已成为计算机的一个重要的组成部分，操作系统加上计算机硬件系统形成了一个虚拟的计算机，一个能够进行资源管理和文件调用的机器。为用户提供了一个方便、高效、友好的使用环境。 系统调用 命令方式 GUI 厦门大学通讯工程系 操作系统的发展 第一代计算机??手工操作 第二代计算机??操作系统产生 第三代计算机??操作系统形成和完善 第四代计算机??操作系统的进一步发展 1946-20世纪50年代末：第一代，电子管时代 计算机技术的演变 20世纪50年代末- 20世纪60年代中期，第二代，晶体管时代 20世纪60年代中期- 20世纪70年代末，第三代，集成电路时代 20世纪70年代末期- 20世纪末，第四代，大规模集超大规模集成电路时代 操作系统的发展 早期手工阶段 46~50年代初 （无操作系统） 操作系统的演变 单道批处理 58年前后 多道程序系统 65年前后 分时OS 66年前后 实时OS 68年前后 单用户OS，网络OS 70年代 分布式OS（多机OS）、嵌入式OS、智能OS 90年代 操作系统的发展 不断提高计算机资源利用率 方便用户 器件的不断更新换代 计算机体系结构的不断发展 推动操作系统发展的主要动力 操作系统的发展 1.人工操作方式 缺点：(1) 用户独占全机 (2) CPU等待人工操作。 2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式 优点：(1)减少了CPU的空闲时间。 (2) 提高I/O速度。 第一代计算机（手工操作阶段） 操作系统的发展 1. 单道批处理系统(Simple Batch Processing System)的处理过程 操作系统的发展 用户程序 监督程序 I/O操作 计算 请求输入 启动I/O 结束中断 I/O完成 继续计算 单道批处理系统的特征 (1) 自动性。 (2) 顺序性。  (3) 单道性。 3.1 操作系统的类型和功能 3.1.2 操作系统的类型 操作系统的分类,它们的主要特点 [#识记#] * 计算机由于使用的场合不同，用户对操作系统提出了不同的要求；另外，各种型号的计算机所配置的硬件设备是不一样的，它们对操作系统也要求有不同的配置。因此，操作系统的发展是非常迅速的。通常操作系统被分为三大类：多道批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。 1.多道批处理操作系统 为提高计算机CPU的运行效率，在内存中同时放入多个作业，而这些程序可以交替占用CPU和外部设备。这样从宏观上来看，一台计算机正在运行多道程序，而从微观上来看，CPU的某个时刻只在运行一道程序。这就是多道程序系统。 在多道程序系统中，需要有个调度算法来解决把CPU分配给哪一道程序使用的问题；需要有个存储管理程序来解决多道程序在内存中的定位，分配以及避免遭到破坏；需要有个设备管理程序负责外部设备的分配、释放以及信息的交换；还需要有个文件系统来管理一文件形式存放在外存中的程序和数据。由于多道程序系统能利用主机的等待时间运行其他的程序，它显著地提高了资源的利用率。 3.1 操作系统的类型和功能 3.1.2 操作系统的类型 * 1.多道批处理操作系统 批处理是指在作业的运行过程中，用户并不直接操作计算机，而是由用户事先设计好运行作业的步骤、作业运行过程中可能出现的问题及相应的解决办法，用多道程序系统可以识别的方式描述出来，与待运行的作业一起装入机器。 多道批处理操作系统在运行过程中不允许用