操作系统引论
1.操作系统的目标和作用
1.1操作系统的目标 有效性 (提高系统的资源利用率, 提供系统的吞吐量)方便性安全性可扩充性开放性 1.2操作系统的作用OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
OS作为计算机系统资源的管理着
OS实现了对计算机资源的抽象( 作为扩充机或虚拟机 )
1.3推动操作系统发展的主要动力 不断提高计算机资源的利用率方便用户器件的不断更新换代计算机体系的不断发展2.操作系统的发展过程
2.1 人工操作方式工作方式
Ø用户:同时兼有程序员/操作员双重身份
Ø输入输出:纸带或卡片
Ø编程语言:机器语言
工作特点
Ø用户独占全部资源,资源利用率低
Ø计算前后,CPU因等待人工操作而空闲
2.2单道批处理系统系统对作业的处理都是成批的进行的,并且内存中始终只保留一道作业
CPU和I/O是串行操作的
特征:
单道性:监督程序每次仅从磁带上调入一道程序进入内存运行
自动性:磁带上的一批作业能自动地逐个依次执行,而无需人工干预
顺序性:磁带上的各道作业是顺序地进入内存,各道作业完成地顺序与它们进入内存的顺序完全一致
2.3 多道批处理系统在内存中同时有多道作业,每次CPU只能运行一个作业
因内存中有多个作业,当一个作业因启动I/O操作等待时,CPU可执行其他的作业
特征:
多道性: 内存中同时驻留多道程序,并允许并发执行
无序性: 多个作业完成的先后次序与它们进入内存的顺序之间,并无严格的对应关系
调度性: 作业调度、进程调度
优点:
系统资源利用率高
系统吞吐量大
多道OS的本质特征:并发性,内存中同时驻留多道程序,并以并发的方式执行
2.4 分时系统 2.4.1 分时系统的实现及时处理
**作业应直接进入内存 **-- 与批处理系统用户作业先进入磁盘再调入内存不同
**在不长的时间内就能使每个作业都运行一次 **-- 时分复用:时间片轮转策略,把CPU时间划分成很多段,每一段分别为每个用户服务
2.4.2 时间片大小的选取影响太大:会降低响应时间(退化为批处理)
太小:会导致进程切换开销增加
决定性因素:同时工作用户数、CPU速度、响应时间要求等
2.4.3 分时系统的特征多路性
Ø宏观上多个用户同时工作和共享系统资源
Ø微观上每个用户作业轮流运行一个时间片
独立性 Ø各用户在各自终端上独立操作,互不干扰
及时性 Ø响应时间短
交互性 Ø用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话