操作系统引论（一）

目录

操作系统的概念

操作系统的功能

操作系统的特征

并发

共享

虚拟

异步

操作系统的发展过程

单道批处理系统 

多道批处理系统

 分时操作系统

实时操作系统

等等操作系统

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操作系统的概念

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操作系统的功能

处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能、接口管理功能。

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操作系统的特征

操作系统的特征：并发、共享、异步、虚拟。

并发

  并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生，这些事件在宏观上看是同时发生的，在微观上是在这个时间间隔内交替发生。

  并行：指两个或多个事件在同一时刻发生。

   注意：

       1、单核CPU同一时刻只能执行一个程序，各个程序只能并发运行。

        2、多核CPU同一时刻可以执行多个程序，各个程序可以并行运行。

另外，程序的执行需要先放入内存中并分配CPU才能执行。

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共享

   

并发与共享的关系

   两者互为存在条件。若失去并发性，一个时刻只能有一个程序执行，共享性也失去意义。

若失去共享性，一个时刻可以有多个程序执行，但因资源无法共享，则程序无法并发执行

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虚拟

   是指把一个物理上的实体变为若干逻辑上的对应物。物理实体是实际存在的，逻辑上的对应物是用户看到的。

虚拟技术分为空分复用技术（如虚拟存储器技术）和时分复用技术（如虚拟处理机技术）

例：

    1、为什么电脑运行内存只有4G，多个程序总内存超过4G，为什么还能同时运行？

空分复用技术，提高内存利用率，实际上只有4G的内存，在用户看来似乎远远大于4G.

    2、为什么单核CPU能够同时运行多个程序？

 时分复用技术，提高执行效率。实际上只有一个CPU实体，但在用户看来似乎有多个CPU同时为自己服务(微观上，计算机将过个程序分为多个进程，各个微小的时间段，进程交替执行)。

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异步

   指在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行可能不是一贯到底的。

  如果失去并发性，系统只能串行每个程序依次执行，每个程序的执行是一贯到底的，就不会导致异步性。

操作系统的发展过程

单道批处理系统 

主要优点：资源利用率与手工操作系统相比有所提升

缺点：系统的资源得不到充分利用，内存中仅能执行一道程序，只有该程序运行结束后才能调入下一道程序，cpu大量的时间是在空闲等待I/O完成。

多道批处理系统

支持多到程序并发运行。

主要优点：提高资源的利用率，多程序可以并发运行；系统吞吐量大，cpu和其他资源保持忙碌状态。

缺点：无交互能力，用户在作业完成的过程中无法进行调试和修改。

 分时操作系统

分时系统指在一台主机上连接多个由键盘和显示器组成的终端所形成系统，多个用户可以通过自己的终端交互的方式使用计算机。

分时系统的特征：多路性、独立性、及时性、交互性。

主要优点：解决了人际交互的问题，用户请求可以及时响应。

缺点：不能优先处理一些紧急的任务。

实时操作系统

实时任务的类型：周期性实时任务、非周期性实时任务、硬实时任务（系统必须满足对截止时间的要求）、软实时任务（也有一个截止时间，但并不严格）。

等等操作系统

微机操作系统、嵌入式操作系统、网络操作系统、分布式操作系统（利用软件系统的方式构建在计算机网络中的多处理机系统）