操作系统的目标和作用
引言:操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的首次扩充。起作用是管理好这些设备,提高他们的利用率和系统的吞吐量,并为用户和应用程序提供一个简单的接口,便于用户使用。
计算机系统主要包括:硬件,软件两大类。
1.操作系统的目标
在计算机系统上配置操作系统,其主要目标是:方便性、有效性、可扩充性和开放性。
2.操作系统的作用
①OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
②OS作为计算机系统资源的管理者
③OS实现了对计算机资源的抽象
操作系统的发展历程
单道批处理系统
特点:自动、顺序、单道。
缺点:系统中的资源得不到充分的利用。
多道批处理系统
优点:资源利用率高、系统吞吐量大。
缺点:平均周转时间长、无交互能力。
多道批处理系统需要解决的问题
(1)处理机争用问题
(2)内存分配和保护问题
(3)I/O设备分配问题
(4)文件的组织和管理问题
(5)作业管理问题
(6)用户与系统的接口问题
分时系统
定义 :在一台主机上同时连接了多台终端并由此形成的系统,使得用户以交互的方式同时共享计算机软硬件资源。
分时系统的特征
(1)多路性
(2)性
(3)及时性
(4)交互性
操作系统的基本特性
操作系统的四个基本特征:并发、共享、虚拟、异步。
并发
作用:正是系统中的程序能并发执行这一特性,才使得OS能有效的提高系统中的资源利用率,增加系统的吞吐量。
并发与并行
并行性与并发性是既相似又有区分的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
共享
操作系统实现共享的方式有以下两种:
1、互斥共享方式
2、同时访问方式
虚拟
在OS中利用时分复用技术和空分复用技术来实现“虚拟”。
操作系统的主要功能
处理机管理功能
在传统的多道程序系统中,处理机的分配和运行都是以进程为基本单位,因而对处理机的管理可归结为对进程的管理。处理机管理的主要功能有:创建和撤销进程,对诸进程的运行进行协调,实现进程之间的信息交换,以及按照一定的算法把处理机分配给进程。
主要包括以下四大类 :
1:进程控制
2:进程同步
3:进程通信
4:调度
在传统OS中,调度包括作业调度和进程调度两步。
存储器管理功能
设备管理功能
设备管理的主要任务如下:
(1)完成用户进程提出的I/O请求,为用户进程分配所需的I/O设备,并完成指定的I/O操作。
(2)提高CPU和I/O设备的利用率,提高I/O速度,方便用户使用I/O设备
为了实现上述任务,设备管理应该具有缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等功能。
文件管理功能