1.操作系统定义
操作系统是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源,合理地对各类作业进行调度,以方便用户使用的程序的集合。
2.操作系统的目标
1.方便性 使计算机系统更容易使用 2.有效性 提高系统资源利用率 提高系统吞吐量 3.可扩充性 采用微内核结构和C/S模式,以便于增加新功能和修改老功能 4.开放性 遵循标准规范,彼此兼容,方便实现互联
3.操作系统的作用
1.作为用户和计算机硬件之间的接口 2.作为计算机系统资源的管理者 处理机管理 存储器管理 I/O设备管理 文件管理 3.实现对计算机资源的抽象
4.推动OS发展的主要动力
器件的不断更新换代 计算机体系的不断发展 不断提出新的应用需求
5.操作系统的发展过程
1.无OS的计算机系统 1.人工工作方式 由程序员事先把已穿孔的纸带(或卡片)装入纸带输入机(或卡片输入机),然后启动卡带输入机(或卡片输入机)把程序和数据 输入计算机,接着通过控制带开关启动程序运行。计算完毕,打印出计算结果,用户取下纸带。 2.脱机输入/输出方式 为了解决人机矛盾和I/O设备之间速度不匹配的问题 由外围机控制输入设备将纸带(或卡片)上的程序或数据输入磁带,CPU直接与磁带进行I/O操作。
2.单道批处理系统 3.多道批处理系统 4.分时系统 5.实时系统 6.微机操作系统的发展
6.操作系统的基本特征
1.并发 并发性:两个或多个事件同一时间间隔发生。 并行性:两个或多个事件同一时刻发生。 2.共享 系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(或线程)共同使用,称为资源共享,或资源复用。 1.互斥共享方式 一段时间只允许一个进程访问系统资源 eg:打印机,磁带机 2.同时访问方式 一段时间内允许多个进程(线程)同时访问 eg:磁盘 “同时”是宏观同时,微观时间片交替执行 3.虚拟 通过某种技术把一个物理实体变为多个逻辑上的对应物 1.时分复用技术:利用某设备为一用户服务的空闲时间,转而去为其它用户服务,使设备的到充分利用 虚拟处理机 虚拟设备 2.空分复用技术 虚拟磁盘 虚拟存储器:利用存储器的空闲空间分区域存放和运行其他的多道程序,提高内存利用率 4.异步 进程以人们不可预知的速度向前推进 特征: 进程”走走停停“
7.操作系统的功能
1.处理机管理 2.存储器管理 3.文件管理 4.设备管理 5.用户接口
8.现代OS的新功能
1.系统安全 2.网络的功能和服务 3.支持多媒体
9.OS结构设计
1.传统的OS结构
1.无结构OS
2.模块化的OS
3.分层式结构OS
2.others
1.客户机/服务器模式
组成:客户机Client,服务器Server,网络系统
交互:
客户机发送请求 -----> 服务器接受消息
客户机接收消息 <----- 服务器回送消息
优点:数据的分布处理和存储,便于集中管理,灵活性和可扩充性,易于改编应用软件
2.面向对象的程序设计
3.现代OS结构
1.微内核OS结构 --- 典型:HarmonyOS
基本概念:
1.足够小的内核
1.实现和硬件紧密联系的处理
2.实现基本功能
3.负责O/S间通信
2.基于C/S模式
3.应用“机制与策略分离”原理
4.采用OPP技术
基本功能:
1.进程(线程)管理
2.低级存储器管理
3.中断和陷入处理
优点:
提高可拓展性,增强可靠性,可移植性,支持分布式系统,融入OPP技术
缺点:
效率降低