zhumin@scu 计算机科学与技术专业2005操作系统 2007年春操作系统2005级 第一章内容回顾 操作系统的作用 操作系统的发展 操作系统的特征与功能 多道程序设计的概念 操作系统的模型 1.1OS的目标和作用 1.2OS的发展过程 1.3OS的基本特征 1.4OS的主要功能 1.5OS的结构设计 2007年春操作系统2005级 OS的地位和作用 图1.2操作系统在计算机系统中位置 参考教材P2：图1-1 2007年春操作系统2005级 OS的作用 用户与系统的接口 命令方式 系统调用方式 图形、窗口方式 资源管理者 扩充机器 2007年春操作系统2005级 OS的设计目标 方便性 有效性 可扩充性 层次化结构 开放性 互连OSI 2007年春操作系统2005级 OS的概念 从系统观点： 从用户观点： 从软件观点： 操作系统在计算机系统中的位置：操作系统是计算机硬件的首次扩展。 操作系统是对计算机资源管理；这些资源包括硬件和软件。操作系统向用户提供了高级而调用简单的服务，掩盖了绝大部分硬件设备复杂的特性和差异，使得用户可以免除大量的乏味的杂物，而把精力集中在自己所要处理的任务上。 操作系统是用户使用计算机的界面。操作系统是用户与计算机硬件之间的接口，一般可以分为三种：命令方式，系统调用，图形界面 操作系统是程序和数据结构的集合。操作系统是直接和硬件相邻的第一层软件，它是又大量极其复杂的系统程序和众多的数据结构集成的。 参考教材P8：概念 2007年春操作系统2005级 无操作系统的计算机 人工操作 脱机I/O方式 批处理系统 联机批处理系统 单道批处理系统 多道批处理系统 分时系统 实时系统 微机操作系统、网络操作系统与分布式操作系统 发展过程 参考教材P5：图1-2 参考教材P5：图1-3 2007年春操作系统2005级 OS特征 并发特征（Concurrence） 并发与并行 共享特征（Sharing） 互斥共享 同时访问 虚拟特征（Virtual） 异步性（Asynchronism） 2007年春操作系统2005级 OS特征－并发 并发特征（Concurrence） 多个事件在同一时间段内发生。操作系统是一个并发系统，各进程间的并发，系统与应用间的并发。操作系统要完成这些并发过程的管理。 并行(parallel)是指在同一时刻发生。 在多道程序处理时，宏观上并发，微观上交替执行（在单处理器情况下）。 程序的静态实体是可执行文件，而动态实体是进程（或称作任务），并发指的是进程。 2007年春操作系统2005级 OS特征－共享 共享特征（Sharing） 多个进程共享有限的计算机系统资源。操作系统要对系统资源进行合理分配和使用。资源在一个时间段内交替被多个进程所用。 互斥共享（如音频设备）：资源分配后到释放前，不能被其他进程所用。 同时访问（如可重入代码，磁盘文件） 资源分配难以达到最优化 2007年春操作系统2005级 OS特征－虚拟 虚拟特征（Virtual） 一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体－－分时或分空间。虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率。 CPU－－每个用户（进程）的“虚处理机” 存储器－－每个进程都占有的地址空间（指令＋数据＋堆栈） 显示设备－－多窗口或虚拟终端(Virtual Terminal) 2007年春操作系统2005级 OS特征－异步 异步性(Asynchronism，也称不确定性) 指进程的执行顺序和执行时间的不确定性； 进程的运行速度不可预知：分时系统中，多个进程并发执行，“时走时停”，不可预知每个进程的运行推进快慢 判据：无论快慢，应该结果相同－－通过进程互斥和同步手段来保证 难以重现系统在某个时刻的状态（包括重现运行中的错误） 性能保证：实时系统与分时系统相似，但通过资源预留以保证性能 2007年春操作系统2005级 2007年春操作系统2005级 计算机系统的层次结构 用户1 用户2 用户3 用户4 用户n 财务系统 航空订票 上网浏览 电子商务 科学计算 （应用程序） 编译程序 汇编程序 编辑程序 数据库 （系统程序） 操作系统 计算机 硬件 … … … 2007年春操作系统2005级 本章主要内容 相关内容介绍（补充） 进程的基本概念 进程控制 进程同步 经典进程的同步问题 管程机制 进程通信 线程