（1）主存、辅存容量增大，可以同时装 入多个程序到主存 （2）出现代替CPU管理设备的“DMA通 道”，使得I/O操作与CPU并行成为 可能 这一代典型的OS是FMS（FORTRAN Monitor System) 和IBMSYS（IBM为7094计算机配备的OS）
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操作系统
第1章 操作系统概述
操作系统
第1章 操作系统概述
1.1 操作系统的概念
什么是操作系统？ 操作系统的定义：
计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模 块的集合：它们能有效地组织和管理计算机系统中的 硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制 程序的执行，并向用户提供各种服务功能及相应接口， 使用户能够灵活、方便和有效地使用计算机，使整个 计算机系统能高效地运行。
操作系统
第1章 操作系统概述
1.1 操作系统的概念
研究和观察操作系统 用户角度 系统角度 OS是资源 管理者 管理资源 的观点 静态观 察方法
处理器管理 存储管理 设备管理 文件管理
用户、资源、方法
OS是服务 提供者
服务用户 的观点
OS是程序执 行控制者
进程交互 观点 动态观察 方法
进程、线程、调度 互斥与同步 通信 死锁
由于作业是被串行执行， 故称“单道批处理” 特征：自动性、顺序性、单道性
是
源程序 有错吗？ 否
行 运 目标程序
配 装 目标程序
单道批处理流程
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.3 OS的发展和主要成就
1.3.1 操作系统的发展 3. 多道程序批处理系统
●标志现代意义上的OS出现
背 景：计算机进入第三代
作业卡片示意图
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.3 OS的发展和主要成就
1.3.1 操作系统的发展
2.简单批处理系统
开始
作业卡片以脱机方式被读入磁带
还有下 一个作业？ 否 停止
是
把下一个作业的源 程序转换为目标程 序
管理程序(监督程序)能够从磁带自 动识别一个作业，处理后 再取下一个作业 --这就是“批处理”方式
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.3 OS的发展和主要成就
• 分时系统
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 交互方式使用主机，共 享主机中的资源。
主机
图 分 意时 图系 统 示
响应时间
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.3 OS的发展和主要成就
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.3 OS的发展和主要成就
1.3.1 操作系统的发展 1. 手工操作 2. 简单批处理系统 3. 多道程序批处理系统 4. 分时系统 5. UNIX 6. DOS、Windows 7. Linux 8.云计算操作系统
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操作系统
Windows NT，win 7-8-10
Novell：Novell Netware
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操作系统
第1章 操作系统概述
常见的操作系统类型 1.1 操作系统的概念
操作系统
♥ UNIX常见的发行版本
操作系统
♥ Linux常见的发行版本
操作系统
第1章 操作系统概述
1.2 操作系统的目标和功能
教材中的定义：
操作系统是一直运行在计算机上的程序（通常称为内 核），其他程序则称为系统程序和应用程序。
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.1 操作系统的概念
操作系统举例： UNIX: BSD, SRV4, OSF1, Solaris, IBM-AIX，
Linux
MS OS: MS DOS, Windows3.x/95/98/2000/XP，
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.3 OS的发展和主要成就
1.3.1 操作系统的发展
2.简单批处理系统
作业卡片以脱机方式被读入磁带
管理程序(监督程序)能够从磁带自 动识别一个作业，处理后 再取下一个作业 --这就是“批处理”方式
由于作业是被串行执行， 故称“单道批处理”
Data for Program
输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器 OS需要管理CPU(运算器、控制器)
OS需要管理memory(内存)
OS需要管理disk(外存)
进程管理
内存管理 文件系统 课程核心内容
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OS需要管理IO(输入/输出设备)
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I/O系统
操作系统
第1章 操作系统概述
1.2 操作系统的目标和功能—提供服 务
1.2.1 操作系统应达到的目标
服务用户、管理资 源、有效方法
方便： 操作系统使计算机更易于使用 （这是OS产生的根本原因） 有效： 操作系统允许以更有效的方式使用计算机系统资源 （以优化的算法合理分配、调度资源，提高效率） 扩展的能力： 在构造操作系统时，应考虑如何有效地扩展新功能 原因：（1）硬件升级；（2）用户新的服务要求； （3）OS纠正错误。
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.3 OS的发展和主要成就
• 脱机输入/输出(Off-Line I/O)方式
在外围计算机的控制下，实现程序和数据的自 输入设备 外围机 磁盘 动输入输出。 输入设备 外围机 磁盘
输入设备 外围机 磁盘
主机
磁盘
CPU
主机 主机
磁盘
磁盘
外围机
外围机 外围机
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.2 操作系统的目标和功能 1.2.2 操作系统的功能
3. 文件管理
解决大容量、“永久”存储器，即外存（磁盘、 光盘等）的管理问题 计算机系统中信息资源以文件形式存放 文件管理要解决的问题： 外存的存储结构-分区格式（比如FAT32、NTFS， ext2/ext3等） 文件系统（文件格式ELF\COFF\OMF、目录等） 文件的读、写、修改 磁盘调度：对磁盘访问的响应策略等
第1章 操作系统概述
1.3 OS的发展和主要成就
1.3.1 操作系统的发展 1.手工操作
称为OS的史前“文明” （1）手工输入机器码 （2）上世纪50年代早期，出现卡片读入装置，机器码 程序通过卡片穿孔记录并输入 （3）出现汇编语言及汇编编译程序，及外设控制程序 特点：手工操作，独占所有资源，效率极低 程序员兼操作员
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.2 操作系统的目标和功能
1.2.2 操作系统的功能
操作系统要做什么? 最根本的任务是管理所有硬件 资源！为用户提供服务。
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.2 操作系统的目标和功能— 管理硬件
伟大的冯诺依曼认为，计算机由五大部件组成:
1.3.1 操作系统的发展 4. 分时系统
● 世界上第一个分时OS是1961年MIT开发的CTSS
（Compatible Time Sharing System兼容分时系统） ● IBM709计算机，主存容量：32000个36位字 ● 常驻监控程序大小＝36bit×5000 ≈ 22KB ● CPU切换时间片＝0.2秒
单道程序和多道程序？内存中存在一个或多个
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.3 OS的发展和主要成就
1.3.1 操作系统的发展 4. 分时系统
●标志OS步入实用化阶段
背 景：（1）多终端计算机出现 （2）事务性计算、人机交互的需要 （3）对用户快速响应的需要
同“多道批处理OS”不同的是： （1）CPU在程序间切换设定了固定时间 （2）出现“存储器调度”：当作业多、主存不能 同时容下时，则程序在完成之前，可以写回 磁盘上，需要时再读回
向用户和应用软件提供服务和使用接口
用户打印服务请求，网页浏览 用户输入ls时，OS需要将当前目录下的文件列出
应用程序调用malloc()时，OS需要分配内存
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.2 操作系统的目标和功能
1.2.2 操作系统的功能
从大的方面来说，操作系统具有如下4个主要功 能：
1. 2. 3. 4.
接口 服务
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.1 操作系统的概念 一相 层邻 负层 责之 ，间 是可 上以 一沟 层通 的， “每 译层 员对 ”下
计算机系统的层次视图
操作系统的地位：服务于两类用户，紧贴系统硬件之上，所有其他软件之下（是其他 软件的共同环境） 2018/1/9
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进程管理 存储管理 文件管理 IO设备管理
本课程后续围绕这几个方面展开学习
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操作系统
第1章 操作系统概述
1.2 操作系统的目标和功能
1.2.2 操作系统的功能 1. 进程管理： （1）进程的概念是由描述多道程序的并 发执行而引入的； （2）进程管理实质上是对处理器的管理： 处理器分配调度策略、 进行分配、 进行回收再分配等
操作系统
第1章 操作系统概述
本章主要内容：
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 操作系统的产生和概念 操作系统的目标和功能 操作系统的发展和主要成就 现代操作系统的特征和特性 操作系统的操作 操作系统启动引导过程
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