操作系统概述(一)

何为操作系统,操作系统的发展历程

英语:operating system,缩写作 OS

两种定义:

Operating system is a program that manages the computer hardware.

       操作系统是管理计算机硬件资源的程序。

A program that acts as an intermediary between a user of a computer and the computer hardware.

在计算机用户和计算机硬件之间起媒介作用的一种程序。

.  OS的目标

  • 方便性:用户无需了解底层硬件,无需用0、1机器语言操作。(可以说不用手,用工具,进入石器时代了。)
  • 有效性:CPU、I/O、存储等的管理专门、合理地被组织管理起来,提高资源的利用率。
  • 可扩充性:扩充应用软件;适应硬件和体系结构发展,扩充底层管理功能模块等。
  • 开放性:网络环境,遵循开放互联标准。

OS的作用

(1)作为用户与计算机硬件系统之间的接口 * 达成了方便性的目标。*

(2)OS作为计算机系统资源的管理者* 达成有效性目标 *

(3) OS用作扩充机器

二: 操作系统的发展过程

1.1946-50年代中:

电子管时代,计算机速度慢,无操作系统,计算机资源昂贵

工作方式:

用户:既是程序员又是操作员;用户是计算机专业人员;

   编程语言:机器语言;

   输入输出:纸带或卡片;

计算机工作特点:

用户独占全机,资源利用率极低;

CPU等待用户,计算前,手工装入纸带或卡片;计算完成后,手工卸取纸带或卡片;CPU利用率低;

主要矛盾:

人机矛盾----人工操作严重降低了计算机资源的利用率

提高效率的途径:

脱机输入/输出技术。

脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式:

等待人工操作纸带输入数据的不是CPU,而是外围机,一定程度上解决人机矛盾。

2.单道批处理系统(Simple Batch Processing System)

  • 作业成批、脱机方式输入到磁带或磁盘上

    • 进一步减少脱机I/O中装卸磁带等耗时操作  
  • 系统监督程序(Monitor)控制作业自动过渡,一个接一个的连续处理。

3. 多道批处理系统

 用户作业、外存上排队,称为“后备队列”;

作业调度程序、按一定的算法、从后备队列中选择若干作业 调入内存

入内存的作业、共享CPU和系统中的各种资源,自动批量处理。

“多道”程序有什么好处

CPU利用率提高:减少了CPU等待时间(正在运行的程序若因为I/O操作暂停,可调度其他程序执行,不必装卸。)

内存利用率提高:容量尽可能多的被利用

多种I/O设备并发被使用,也提高了利用率

总体à系统吞吐量增加(虽然CPU总是串行的,但一段时间内被运行的作业数相对要多)

多道批处理系统解决的五大问题:

  1. 处理机管理问题
  2. 内存管理问题
  3. I/O设备管理问题
  4. 文件管理问题
  5. 作业管理问题

4. 分时系统(time-sharing system)

实现方法

改变批处理系统的运行方式:

多个用户连接主机

请求的作业发送到主机后,直接进入主机内存以快速响应

系统采用时间片轮转方式处理服务请求

响应时间RT(response time)≈时间片×用户数

       分时系统是指在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端,同时允许多个用户通过自己的终端,以交互方式使用计算机,共享主机中的资源。

       分时系统是多道程序的逻辑扩充

分时系统的特征:

多路、独立、及时、交互

5. 实时系统(Real-Time System)

       系统能及时(或即时)响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。

原文地址:https://www.cnblogs.com/lls101/p/9709173.html

时间: 2024-10-22 03:49:53

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