28.11.2020
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一、计算机硬件 主机
硬件系统
CPU 内存
运算器 控制器 RAM
ROM
输入设备
外设
输出设备
外部存储器
具有总线结构的计算机系统
具有通道结构的计算机系统
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二、计算机软件
软件：使用计算机所必须的程序和各种文档的集合。
四、实时操作系统
实时系批处理系统和分时系统仍不能解决如下问题：
实时控制 实时信息处理
实时系统 ： 指系统能即时响应外部事件请求，在规定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的系统。
多道批处理系统
多道程序基本概念 60年代中期引入多道程序设计技术，形成多道批处理系统。该系统中，
用户提交的作业在外存上形成后备队列，由作业调度程序以一定算法 从后备队列中挑选若干作业入内存，使它们共享 CPU 和其它资源， 以达到提高资源利用率和系统吞吐率的目的。优点： 提高CPU利用率； 提高内存和I/O设备利用率； 提高系统吞吐率
的控制下，使这批作业能一个个地连续处理。由于系统对作业的处理是成批进行、但 内存中只保持一道作业，固称为单道批处理系统。
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§3、操作系统的形成和发展（续一）
其特征：
自动性， 磁带上的一批作业能自动逐个运行，无需人工干预； 顺序性，各作业顺序进入磁带、顺序进入内存，各作业的完成顺序与 进入内存的顺序相同； 单道性，内存中仅有一道程序运行。
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§3、操作系统的形成和发展
推动操作系统发展的动力
不断提高资源利用率的需要 方便用户 器件的不断更新换代 计算机体系结构的不断发展
一、无操作系统时代的计算机
1、人工操作方式 特点：
用户独占全机 人工操作，慢且易出错 整个运行过程是顺序式
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§3、操作系统的形成和发展
统
诊断程序 编辑程序 装入程序 装配程序 …)
软 件
操作系统
计算机硬件
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软件系统
硬件系统
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用户1
用户2
用户3
用户4 …
用户n
财务系统 航空订票 上网浏览 电子商务 … 科学计算
（应用程序） 编译程序 汇编程序 编辑程序 …
数据库
（系统程序）
操作系统
计算机硬件
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§3、操作系统的形成和发展（续二）
多道批处理系统的特征
多道性
无序性
调度性
➢作业调度 ➢进程调度
多道批处理系统的优点和缺点
优点：
➢资源利用率提高； ➢系统吞吐量大。系统吞吐量指单位时间系统完成的总工作量。
缺点：
➢平均周转时间长；
平均周转时间指作业进入系统开始，直到其完成并退出系统所经 历的时间。批处理系统中由于作业要排队，依次处理，因而作业的调 度周转时间较长。
程序：是指令（语句）的有序集合。
计算机软件可分为：
应用软件：
所有与用户应用相关的程序，如财务、管理决策、电子 邮件、办公自动化软件等都属于应用软件范畴。
系统软件：
➢ 实用程序层
语言处理、DBMS、编辑软件以及 链接程序、装配程 序、装人程序、诊断程序等应用程序开发环境、运行环境。
➢ 操作系统
操作系统下层直接与硬件相邻，控制硬件运行。向上支 撑各级软件运行，上层各软件通过操作系统访问硬件，实现各 程序间的通信。
2、脱机输入输出方式 为了解决人机矛盾及CPU和外设的矛盾50年代出现脱机输入输出技术。 由于程序和数据的输入输出都是在外围机的控制下完成（脱离主机）
固称为脱机输入输出方式。其优点：
减少CPU空闲时间，缓和了人机矛盾； 提高了I/O速度，缓和了CPU与外设的矛盾。
二、批处理操作系统
单道批处理系统（Simple Batch System) 将一批作业以脱机方式输入到磁带上，在系统中配置监控程序（Monitor),在它
在系统中同时运行各种系统程序、各种用户程序，这些程序要 争夺CPU、内存、总线、外设等各种资源。为保证它们有条不紊 地运行必须由操作系统来协调、管理
4、OS 具有强大的虚拟功能：
操作系统有扩充机器的功能，在原有硬件的基础上附上各层软件， 把裸机改造成功能强大的虚拟机。
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（一） 概念
操作系统
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本章学习目标
操作系统的作用 操作系统的发展 操作系统的特征与功能 多道程序设计的概念 操作系统的模型
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§1 计算机系统
计算机系统层次结构
程序员
用户
应 用 软件
系
实用软件( 编译系统 DBMS 工具软件
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§2 、操作系统
一、操作系统定义：
管理系统资源、协调系统工作流程、方便用户使用的程序的集合。
二、操作系统的作用 1、管理系统资源：
计算机系统包括各种软件和硬件资源，归纳起来有如下四类：
处理器、存储器、I / O设备 和 信息（数据和程序）。
OS 是计算机系统的资源管理者；
➢无交互能力。
用户一旦将作业交给系统，不能与自已的作业进行交互。
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§3、操作系统的形成和发展（续三）
多道批处理系统需要解决的问题
CPU 管理 内存管理 I/O设备管理 文件管理 作业管理
三、分时操作系统（Time - Sharing System）
分时系统的产生
推动多道批处理系统的形成的动力是提高资源利用率和系统吞吐量，推动分 时系统产生的动力则是用户的需要。主要表现在：
人---机交互的需要 多个使用者共享主机的需要 便于用户上机
分时系统的特征
多路性
独占性
及时性
交互性
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§3、操作系统的形成和发展（续四）
2、操作系统为用户提供方便的使用接口
用户可按需要键入操作命令，或从“菜单”中选择命令，操作系统 按用户给予的命令控制系统（程序）运行，完成相关任务。用户以最 简单、方便的方式操作计算机运行。
OS 是用户与计算机系统间的接口；
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§2 、操作系统
3、协调系统工作流程