【贪玩巴斯】操作系统（一）——操作系统引论 「发展与特征」2021-09-16
操作系统——第一节课:操作系统引论
笔记整理：贪玩巴斯 AchesonD16
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前言：为什么要学习操作系统
iOS，鸿蒙，Android，MacOS，Windos
占据操作系统市场份额之后，很难再被占有。
1.操作系统的意义、目标和作用
1.1 操作系统的意义
- 计算机指令：是计算机运行的最小功能单元，指挥计算机硬件运行的命令
- 算术，逻辑，移位，数据，传入，输出，转移指令等。
引入操作系统的目的
——在硬件、软件之间，引入一层通用软件：
管理系统的各个部件，使之能正常运转；
给上层的应用软件提供一个易于理解和编程的接口；
（管家和翻译家）
这就是操作系统 Operating System操作系统（重点）
- 不同人眼中的操作系统是不同的
- OS设计者：如何管理CPU、内存、I/O设备等系统部件，使之能正常运转。
- 应用程序开发人员： API-应用程序编程接口
- 终端用户：…
1.2 操作系统的目标
- 方便性
- 有效性
- 可扩充性
- 开放性
1.3 操作系统的作用
- OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
- OS作为计算机系统资源的管理者
- OS实现了对计算机资源的抽象
1.4 推动操作系统发展的主要动力
- 不断提高计算机的资源利用率
- 方便用户
- 器件的不断更新迭代
- 计算机体系结构的不断发展
- 不断提出新的应用需求
2.操作系统的发展过程
1950s中期，出现第一个简单的批处理OS，60s推出多道程序批处理系统->分时系统->实时OS系统
1970-90s，开发出微机OS、多处理机OS和网络OS。
1. 未配置操作系统的计算机系统
- 人工操作方式
缺点：1.用户独占全机所有资源。2.CPU等待人工操作，会在某些时候CPU及内存等资源是闲置状态。
- 脱机输入/输出（off-Line I/O）方式
引入了外围机
2. 单道批处理系统（Simple Batch Processing System）
循环程序
把一批作业以脱机方式输入到磁带上，并在系统中配上监督程序Monitor，这样这批作业可以连续处理。
- 缺点：
- 系统中的资源得不到充分的利用
- 系统中的资源得不到充分的利用
3. 多道批处理系统Multiprogrammed Batch Processing System
- 多道程序设计的基本概念
多个程序同时在内存当中，20世纪60年代中期引入的
- 优点
- 资源利用率高（提高利用率）
- 系统吞吐量大（CPU和其他资源保持忙碌，仅当作业运行不下去或完成时才切换，系统开销小）
- 缺点
- 平均周转时间长（需要排队依次处理）
- 无交互能力（用户无法与提交给系统的作业进行交互，比如修改和调试程序）
- 多道批处理系统需要解决的问题
- 处理机争用问题
- 内存分配和保护问题
- I/O设备分配问题
- 文件的组织和管理问题
- 作业管理问题
- 用户与系统的接口问题
4. 分时系统（Time Sharing System）
- 分时系统的引入（超市的收银为典型的分时系统）
——为了满足用户对人—机交换的需求，由此形成了一种新型OS。
用户的需求具体表现在以下几个方面：
- 人机交互
- 共享主机
- 分时系统实现中的关键问题
在多道批处理系统中无法交互的原因是——作业都在外存上，即使被调用之后也要经过很长时间才能运行，无法交互
分时系统需要解决以下问题
- 及时接收
- 及时处理
- 分时系统的特征
- 多路性
- 独立性
- 及时性
- 交互性
5. 实时操作系统 Real time system
6.操作系统的类型介绍
- 批处理操作系统（多道批处理）
- 分时操作系统
- 实时操作系统
- 嵌入式操作系统
- 个人计算机操作系统
- 分布式操作系统
7. 嵌入式操作系统
运行在嵌入式系统环境中的操作系统
优点：小
8.个人计算机操作系统
针对单用户使用的个人计算机优化的操作系统，单用户、多任务。
主要特征：
9.分布式操作系统
主要特征：
3. 今天的操作系统
- 规模庞大：
- 极为复杂：
- 互联时代：
4. 操作系统的基本特征（重点）
同时具有——并发、共享、虚拟和异步 四个特征
1. 并发（Concurrence）
- 两个或多个事件在同一时间间隔内交替发生。
- 并行与并发的不同——
- 并行是两个或多个事件在同一时刻发生。
- 并发指两个或多个事件在同一时间间隔内交替发生。
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