第一章 导论

说明：本分类下的笔记，是在“学堂在线”网站，听“20181123X操作系统原理”后总结记录

思维导图：

一、操作系统的概念

什么是操作系统？

• CPU是计算机硬件的核心，是计算机系统的心脏
• 操作系统则是计算机软件的核心，是计算机系统的大脑
• 操作系统是整个计算机系统的控制中心，是计算机系统中首要的、最重要的、最复杂的系统软件
• 操作系统是管理计算机硬件的程序
• 在计算机用户和计算机硬件之间起媒介作用的一种程序

系统部件抽象图：

• 
• 硬件之上的第一层软件，是对硬件的首次扩充，又是其他软件运行的基础

计算机系统部件：

 操作系统的目标：

 

操作系统的其他分配

总结：

• 操作系统是计算机硬件、软件资源的管理者
• 用户使用计算机硬件、软件的接口

二、操作系统的发展

需求推动发展：

• 资源利用角度
  • 　　为了提高计算机资源利用率和系统性能，从单道到多道、集中到分布、从专用到泛在等
• 用户角度
  • 　　方便用户、人机交互
• 技术角度
  • 　　物理器件发展，CPU的位宽度（指令和数据）、快速外存、光器件等，以及计算机体系结构的不断发展：单处理机、多处理机、多核、计算机网络

OS发展和计算机硬件技术、体系结构相关：

Development and Types of OS:

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手工操作（ENIAC计算机）
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• 人工操作方式，用户是计算机专业人员
• 工作方式：
  • 　机器语言；I/O；纸带或卡片
• 缺点：
  • 用户独占全机，独占系统的全部硬件资源，设备利用率很低
  • CPU等待用户：手工装入/卸载取纸带或卡片
• 提高效率的途径
  • 批处理
    • 
    • 顺序性：磁带上的各道作业是顺序地进入内存，各作业地完成顺序与他们进入内存地顺序相同
    • 单道性：内存中仅有一道程序运行
    • 自动性
    • 减少了CPU地空闲事件，提高了住居CPU和I/O设备地使用效率，提高了吞吐量
  • 脱机I/O
    • 

多道程序批处理程序（Multiprogrammed Batch Systems）　　

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• 解决了输入输出等待计算地问题
  •        通道：是一种专用部件，负责外部设备和内存之间信息地传输
  •        中断：指主机接到外界地信号（来自CPU外部或内部）时，立即中断原来地工作，转向处理这一外来事件，处理完后，主机又回到原来工作点继续工作
•  处理系统：
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•  特点
  •    多道性：内存中同时驻留多道程序并发执行，从而有效地提高了资源利用率和系统吞吐量
  • 　无序性：作业地完成顺序和它进入内存地顺序之间无严格地对应关系
  •     调度性：作业调度，进程调度
• 优点
  • 　资源利用率高；CPU，内存，I/O设备
  •     系统吞吐量大
• 缺点
  • 　无交互性，用户相应时间长
  •     作业平均周转时间长　　　　
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分时系统（time-sharing system） 

• 需求：
  • 　

分时是指多个用户分计算机分享使用同一计算机，分时共享硬件和软件资源

• 实现方式：
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  • 及时接收，及时处理

    • 　
• 分时系统的特点
  • 多路性：众多联机用户可以同时使用同一台计算机
  • 独占性：各终端用户感觉到自己独占计算机
  • 交互型：用户和计算机之间进行“会话”
  • 及时性：用户的请求能在很短时间内获得相应

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