脱机输入输出技术：在外围机的控制下 进行的输入输出
输入设备
外围机
磁盘
磁盘
主机
磁盘
磁盘
外围机
输出设备
2020/10/10
第一章 引言
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2 单道批处理
过程：
用户将作业交到机房， 操作员将一批作业输入到辅存（如磁带）上，形成
一个作业队列。 当需要调入作业时，监控程序从这一批中选一道作
业调入内存运行。当这一作业完成时，监控程序调 入另一道程序，直到这一批作业全部完成。
第一章 引言
学习目标
理解：操作系统的定义；操作系统发展 的主要动力；
掌握：操作系统的基本类型、操作系统 的功能和基本特征；微内核结构操作系 统；
了解：操作传统的发展历史；操作系统 的运行环境；操作系统的结构设计；
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第一章 引言
2
1.1操作系统基本概念
1操作系统的目标 2操作系统的作用 3操作系统发展的动力
完毕后，拿走打印结果，并卸下纸带
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第一章 引言
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1 无操作系统（手工操作）
缺点：
一个用户独占全机 CPU等待人工操作
严重降低了资源利用率，造成人机矛盾 解决方法：通道、缓冲、脱机输入输出技术
（offline-I/O)
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第一章 引言
9
1 无操作系统（手工操作）
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第一章 引言
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1.3 操作系统的特征与功能
1 操作系统的基本特征 2 操作系统的基本功能
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第一章 引言
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1 操作系统的特征
1) 并发（Concurrence） 2) 共享（Sharing） 3) 虚拟（Virtual） 4) 异步性（Asynchronism）
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第一章 引言
3
1 操作系统的目标
有效性 方便性 可扩充性 开放性
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第一章 引言
4
2 操作系统的作用
用户与硬件系统之间的软件接口 计算机资源的管理者 对计算机资源的抽象
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第一章 引言
5
3 操作系统的发展动力
不断提高计算机系统资源利用率 方便用户 器件的升级换代 计算机体系结构的发展 新的应用要求
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第一章 引言
31
1 操作系统的特征
并发
在内存中同时存放多道作业， 在一个时间段上来看，每一道作业都能不同程度
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第一章 引言
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2 单道批处理
开始
还有下一
是
个作业？
把下一个作业 的源程序转换 为目标程序
否 停止
是
源程序
有错吗？
否
运行目标程序
装配目标程序
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第一章 引言
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2 单道批处理
联机批处理：
由主机直接控制作业输入输出的批处理
脱机批处理：
由外围机控制作业输入输出批处理
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第一章 引言
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1.2 操作系统的发展及类型
1 无操作系统的手工操作阶段 2 单道批处理系统 3 多道批处理操作系统 4 分时操作系统 5 实时操作系统
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第一章 引言
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1 无操作系统（手工操作）
过程：
启动输入机把纸带上的程序和数据送入计 算机
通过控制台开关启动程序运行
提高资源利用率和系统吞吐量。
多道程序设计技术
在内存中放多道程序,使它们在管理程序的控 制下相互穿插地运行。
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第一章 引言
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3 多道批处理
I/O中断请求
用户程序
I/O中断请求
监督程序
启动I/O I/O完成
启动I/O I/O完成
结束中断
结束中断
I/O操作
t1 t2
t3 t4
t5 t6
引入：要求及时处理的场合
概念：
系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间内 完成对该事件的处理。
实时系统的特征：
高响应性（及时性）。 高可靠性、高安全性。
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第一章 引言
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5 实时操作系统
实时任务类型
根据周期性
周期性实时任务 非周期性实时任务
根据对截止时间的要求
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第一章 引言
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图示
终 端
主机
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第一章 引言
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4 分时系统
分时系统在实现中的关键问题
及时接收 及时处理
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第一章 引言
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4 分时系统
分时系统特征
多路性 独立性 及时性 交互性
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第一章 引言
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5 实时操作系统
多道 宏观上并行 微观上串行
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第一章 引言
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3 多道批处理
多道批处理的工作过程
用户将作业交到机房
操作员将一批作业输入到辅存（如磁盘） 形成一个作业队列
需要调入作业时，管理程序从作业队列 中选几道作业调入内存运行
一些作业完成时，管理程序调入另一些 程序，直到这一批作业全部完成。
t7 t8
(a)单道程序运行情况
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第一章 引言
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3 多道批处理
程序A 程序B 程序C 程序D
I/O请求 I/O请求
I/O完成
A完成 I/O完成
I/O请求
I/O完成
C再运行
I/O请求
调度程序
表示获得CPU
(b)四道程序运行情况
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第一章 引言
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3 多道批处理
多道运行的特点
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第一章 引言
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2 单道批处理
单道批处理阶段的特点
自动 顺序 单道
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第一章 引言
Байду номын сангаас
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2 单道批处理
优点：
作业转换时间减少，运行效率高
缺点：
单道 批处理 兼容问题
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第一章 引言
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3 多道批处理
推动多道批处理系统形成和发展的动力
硬实时任务 软实时任务
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第一章 引言
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5 实时操作系统
实时系统类型
实时控制
例如如工业控制。
实时信息处理
如联网订票系统
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第一章 引言
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5 实时操作系统
实时与分时系统比较
多路性：相同 独立性：相同 及时性：实时系统要求更高 交互性：分时系统交互性更强 可靠性：实时系统要求更高
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第一章 引言
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3 多道批处理
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
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第一章 引言
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4 分时系统
分时系统
多个终端（显示器和键盘），多个用户，分时使 用，共享主机资源
推动分时系统形成和发展的主要动力是用户 的需要：
人机交互 共享主机 方便上机