第二章 操作系統(tǒng)
軟件是為了使用戶使用并充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)性能和效率的各種程序和數(shù)據(jù)的統(tǒng)稱。 軟件又分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件是所有用戶使用的為了解決用戶使用計(jì)算機(jī)而編制的程序。 應(yīng)用軟件是為解決某特定的問(wèn)題而編制的程序。 操作系統(tǒng)是硬件與所有其他軟件之間的接口,而且是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制和管理中心。
操作系統(tǒng)兩個(gè)重要作用:
1.管理系統(tǒng)中各種資源。所有硬件部分稱為硬件資源。而程序和數(shù)據(jù)等信息成為軟件資源。
2.為用戶提供良好的界面。
操作系統(tǒng)的特征:
1.并發(fā)性。是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中同時(shí)存在多個(gè)程序,宏觀上看,這些程序是同時(shí)向前推進(jìn)的。在單CPU上,這些并發(fā)執(zhí)行的程序是交替在CPU上運(yùn)行的。 程序并發(fā)性體現(xiàn)在兩個(gè)方面:
�、儆脩舫绦蚺c用戶程序之間的并發(fā)執(zhí)行。
②用戶程序與操作系統(tǒng)程序之間的并發(fā)。
2.共享性。資源共享是操作系統(tǒng)程序和多個(gè)用戶程序共用系統(tǒng)中的資源。
3.隨機(jī)性。隨機(jī)性指:操作系統(tǒng)的運(yùn)行是在一個(gè)隨機(jī)的環(huán)境中,一個(gè)設(shè)備可能在任何時(shí)間向處理機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求,系統(tǒng)無(wú)法知道運(yùn)行著的程序會(huì)在什么時(shí)候做什么事情。沒(méi)有任何軟件支持的計(jì)算機(jī)稱為裸機(jī)。操作系統(tǒng)是硬件的第一層軟件擴(kuò)充。
操作系統(tǒng)的功能:
1.進(jìn)程管理:主要是對(duì)處理機(jī)進(jìn)行處理。隨著系統(tǒng)對(duì)處理機(jī)管理方法不同,其提供的作業(yè)處理方式也不同,例如有批處理方式,分時(shí)方式和實(shí)時(shí)方式。
2.存儲(chǔ)管理:主要是管理內(nèi)存資源。當(dāng)內(nèi)存不夠的時(shí)候,解決內(nèi)存擴(kuò)充問(wèn)題,就是內(nèi)存和外存結(jié)合起來(lái)的管理,為用戶提供一個(gè)容量比實(shí)際內(nèi)存大的多的虛擬存儲(chǔ)器,這是操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)功能的重要任務(wù)。
3.文件管理。系統(tǒng)中的信息資源是以文件的形式存放在外存儲(chǔ)器上的。
4.設(shè)備管理。設(shè)備管理是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除了CPU和內(nèi)存外的所有輸入,輸出設(shè)備的管理。
5.用戶和操作系統(tǒng)的接口。
操作系統(tǒng)的分類:
1.批處理操作系統(tǒng)。 兩個(gè)特點(diǎn):一是多道,一是成批。多道是系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)容納多個(gè)作業(yè),這些作業(yè)存放在外存中,組成一個(gè)后備作業(yè)序列,系統(tǒng)按一定的調(diào)度原則每次從后備作業(yè)中選取一個(gè)或多個(gè)作業(yè)放入內(nèi)存中運(yùn)行,運(yùn)行作業(yè)結(jié)束并退出運(yùn)行和后備作業(yè)進(jìn)行運(yùn)行均由系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn),從而在系統(tǒng)中形成一個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)接的連續(xù)的作業(yè)流。而成批是系統(tǒng)運(yùn)行中不允許用戶和他的作業(yè)發(fā)生交互關(guān)系。 批處理系統(tǒng)追求的目標(biāo)是提高系統(tǒng)資源利用率和大作業(yè)吞吐量以及作業(yè)流程的自動(dòng)化。
2.分時(shí)系統(tǒng)。 分時(shí)系統(tǒng)允許多個(gè)用戶同時(shí)連機(jī)使用計(jì)算機(jī)。
操作系統(tǒng)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式處理每個(gè)用戶的服務(wù)請(qǐng)求。
特點(diǎn):①多路性。②交互性。又叫交互操作系統(tǒng)。③獨(dú)立性。④及時(shí)性。分時(shí)系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)之一的是響應(yīng)時(shí)間,是從終端發(fā)出命令到系統(tǒng)與應(yīng)答的時(shí)間。 通常計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用批處理和分時(shí)處理方式來(lái)為用戶服務(wù)。時(shí)間要求不強(qiáng)的作業(yè)放入后臺(tái)批處理處理,需要頻繁交互的作業(yè)在前臺(tái)分時(shí)處理。
3.實(shí)時(shí)系統(tǒng)。 系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)隨機(jī)發(fā)生的外部事件,并在嚴(yán)格的時(shí)間范圍內(nèi)完成對(duì)該事件的處理。實(shí)時(shí)系統(tǒng)作為一個(gè)特定應(yīng)用中的控制設(shè)備來(lái)使用。 分為兩類:①實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。②時(shí)信息處理系統(tǒng)。特點(diǎn):及時(shí)響應(yīng)和高可靠性。
4.個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是一個(gè)聯(lián)機(jī)交互的單用戶操作系統(tǒng),它提供的聯(lián)機(jī)交互功能與分時(shí)系統(tǒng)所提供的功能很相似。
5.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)通信設(shè)施將地理上分散的具有自治功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來(lái),實(shí)現(xiàn)信息交換,資源共享,互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)就是在原來(lái)的各自計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作上,按照網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開(kāi)發(fā),使之包括網(wǎng)絡(luò)管理,通信,資源共享,系統(tǒng)安全和多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)的操作系統(tǒng)。
6.分布式操作系統(tǒng)。
研究操作系統(tǒng)的幾種觀點(diǎn):
1.從資源管理觀點(diǎn):把操作系統(tǒng)分為處理機(jī)管理,存儲(chǔ)管理,設(shè)備管理,文件管理,用戶與操作系統(tǒng)的接口等5個(gè)主要部分。
2.虛機(jī)器觀點(diǎn):用戶不再直接使用硬件機(jī)器,而是通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)控制和使用計(jì)算機(jī),從而把計(jì)算機(jī)擴(kuò)充為功能更強(qiáng),使用更加方便的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的全部功能,稱為操作系統(tǒng)虛機(jī)器。
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