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3.1 概 述

 

3.1      

3.1.1 本章的特点及学习建议

操作系统是计算机系统中最基本的系统软件,目的是为了方便用户和管理、控制计算机硬、软件资源,因此有人把它形容为计算机系统的“管家”。我们学习操作系统,并不是为了去开发、编制操作系统软件,主要是了解它的各部分构成及工作原理,以便能更合理、有效地使用它。

操作系统是计算机技术与管理技术的结合,因此它是一个独立完整的管理软件,在其中应用了数据结构中的栈、队、表、树等结构形式,我们在学习过程中应与前面学过的数据结构知识联系起来,以加深对它的理解。

当今操作系统的种类很多,建议大家能多上机操作,体会操作系统的作用。如有可能,希望能在多种不同的操作系统上进行操作,比较其异同,这样可以大大增加对操作系统的感知认识,更进一步体会操作系统在计算机中所发挥的作用。

3.1.2 重点和难点

操作系统的出现及发展过程是随着计算机技术的发展以及用户对计算机使用的要求而不断改进的。为了充分利用计算机系统的资源,多道程序设计是当前操作系统的重要核心技术之一,也就是允许在一台计算机上同时运行多道程序,因而出现了很多与多道程序有关的概念,如并发性、共享性、不确定性、虚拟性等。为使多道程序能协调有序地工作,一定要有多种技术措施来保证,从而提出为解决多道程序并发运行同步、互斥、死锁等问题的方法。这些都是操作系统中比较重要但又是比较难理解的部分。

3.1.3 有关的概念及特性

1.操作系统发展的几个阶段

(1)手工操作阶段:没有操作系统

(2)早期批处理阶段:分为早期联机批处理与早期脱机批处理阶段。它们节省了用户操作时间并发挥了主机的高速计算能力。

(3)执行系统阶段:借助通道和中断技术,可以使CPU和各种外设并行操作。

(4)多道程序系统阶段:实现多道程序在一台机器上同时运行,可以实现资源的最佳利用。

2.操作系统的分类

(1)多道批处理操作系统

   成批处理作业,提高了作业的吞吐量,也提高了系统资源的利用率。缺点是用户以脱机方式使用计算机,在计算过程中无法与机器交互。

(2)分时系统

一台计算机与多台终端相连接,终端上的用户可以同时使用计算机。具有同时性与交互性特点。

(3)实时系统

对于外来信息具有瞬时响应的能力,多用于实时控制和实时信息处理领域。具有及时性和高可靠性特点。

以上是三种最基本的操作系统类型。自20世纪80年代开始,微型机的普及以及计算机网络的发展,出现了网络操作系统及分布式操作系统,这里不再详述。

3.操作系统的功能及特性

(1)操作系统的功能

 操作系统的功能概括起来就是方便用户和充分利用计算机资源。具体的就是存储管理、处理器管理、设备管理、文件管理及用户接口几部分。

(2)操作系统的特性

  ·并发性

 系统内部具有并发机制,能协调多个终端用户同时使用计算机资源,能控制多道程序同时运行。

·共享性

由于操作系统具有并发性,整个系统的软、硬件资源可以由多个程序共同使用。并发性与共享性相辅相成,是操作系统的两个基本特性。

·不确定性

在多道程序设计中,由于运行环境的影响,程序的运行时间、运行顺序等均具有不确定性。

·虚拟性

“虚拟”是指把一个物理客体变为若干个逻辑上的对应物,从而扩展了它的功能。它体现在操作系统的方方面面。如多道程序在单CPU的计算机上同时运行,使得多个程序好像独占了一个CPU;若干终端用户分时使用一台主机,好像每人独占了一台计算机;虚拟存储器使得比存储器容量大得多的程序能在其上运行;虚拟设备可以把一台独占的输入、输出设备变成多道程序共享的设备等。这些都体现了操作系统的虚拟性,希望大家能在后面几节中加以体会。