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第三章 操作系统
3.3协调机器的活动
➢ 进程状态转换：
➢ 进程的状态反映进程执行过程的变化。这些状态随着进程 的执行和外界条件发生变化而转换。
➢ 五个基本状态：初始状态、就绪状态、执行状态、等待状 态与终止状态之间的转换关系。
➢ 进程的状态转换是一个非常复杂的过程。从一个状态到另 一个状态的转换除了要使用不同的控制过程，有时还要借 助于硬件触发器才能完成。例如，在 UNIX 系统中，从系 统态到用户态的转换要借助硬件触发器完成。
2.系统软件一类是操作系统本身，另一类是统称为实用软件。
例如：格式化磁盘、多媒体播放软件、数据压缩与解压缩软件、处 理网络通信的软件等
3.应用软件与实用软件之间的差别很模糊
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
➢ 软件分类图
软件
应用软件
系统
实用软件
操作系统
外壳
内核
图：软件分类
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
第三章 操作系统
3.1操作系统的历史 3.2操作系统的体系结构 3.3协调机器的活动 3.4处理进程间的竞争 3.5安全性 思考与练习
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
3.1操作系统的历史
➢ 操作系统的历史
➢ 操作系统（operation system）是控制计算机所有操作的 软件。它提供了用户可以存储和检索文件的方法，提供了 用户可以请求执行程序的接口，还提供了程序请求执行所 必需的环境。例如：Windows、UNIX、Linux等。操作系统 的历史：
➢ 操作系统还包含了 调度程序 和 分派程序，要分清这 两个过程：
➢ 调度程序是决定哪些活动是可以执行的，而分派程序 是给这些活动分配时间。
➢ 实时处理：我的理解就是，做好高速CPU和低速外设 之间的协调。
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
操作系统的历史
➢ 批处理：就是让要运行的程序批量化；
用户域
➢ （1）手工操作阶段
➢ 输入/输出设备之间串行工作，系统资源利用率低，计算机 可靠性也低。
➢ （2）批处理系统阶段
➢ 具有较大的吞吐量、较高的资源利用率，但缺乏交互力。
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
操作系统的历史
➢ （3）多道程序系统阶段 资源利用率得到了更大的提高，分时系统则更是
进一步提高了系统资源利用率，同时还具有及时的交 互性。
➢ 一些概念： 只读存储器（ROM）:内容可读取，但不可以改变。 引导：永久存储在机器的ROM中的程序 固件：存储在ROM的程序成为固件
执行引导和开始操作系统的整个过程称为启动计算机 交钥匙系统：指所有的软件常驻内存，轻击一个键就
可以使系统开始工作的系统。
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第三章 操作系统
计算机中正在运行的程序实例；可以分配给处理器并由处 理器执行的一个实体；由单一顺序的执行显示，一个当前 状态和一组相关的系统资源所描述的活动单元。
➢ 在典型的分时/多任务计算机系统中，许多进程通常会竞争 计算机资源。而操作系统的任务就是管理这些进程。
➢ 进程状态：与进程联系在一起的行为的当前状态
《计算机科学概论》
程序、数据
结果
和指令
机 器 域
作业队列
作业执行
《计算机科学概论》 图：批处理
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第三章 操作系统
操作系统的历史
➢ 交互式处理：在运行过程中，可以接收外部人 为的输入和输出中间结果。
用户域 程序、数据、指令和结果
机器域
程序执行
图：交互式处理
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
思考与习题
举出几个队列的例子。 下列任务中那些需要用到实时处理技术？ a.玩计算机游戏 b.打印邮件列表 c.播放MP3录音 d.执行一个程序 ➢ 实时处理和交互处理的区别是什么？ ➢ 分时处理与多任务处理的区别是什么？
第三章 操作系统
➢ 3.2.2操作系统组件
➢
为了完成计算机用户请求的动作，操作系统必须
能够与这些用户进行通信，操作系统处理通信的这部
分，通常称为外壳。这类的“外壳”一般指的是命令
解释程序。是借助图形用户界面来实现与用户的通信
的。
➢ 1.内核：指操作系统内部的部分
➢ 2. 目录路径：一条 由目录内的目录所组成的链称为目 录路径
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
3.2 操作系统的体系结构
➢
为了能够理解一个典型的操作系统的组成，我们
先考虑一个典型的计算机系统中有那些软件？软件是
如何分类的？
➢ 3.2.1软件概述
➢ 软件分为：运用软件和系统软件
1.运用软件：是由一些完成计算机的特定任务的程序组成的。
例如：电子制表软件、数据库系统、桌面出版系统、记账系统等
➢ 3. 组件：窗口管理程序、文件管理程序、设备驱动程 序、内存管理程序、调度程序和分派程序
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第三章 操作系统
➢ 用户与操作系统内核之间的外壳
用户
用户
内 核
外壳
《计算机科学概论》
用户
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第三章 操作系统
➢ 3.2.3系统启动
➢ 我们已经可以看出，操作系统提供了其他软件组件所 需的软件基础设施，操作系统本身的启动是通过一个 称为引导的过程实现的。
《计算机科学概论》
操作系统
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第三章 操作系统
思考与练习
➢ 1.列举典型操作系统的组件，并用一句话概括每个 组件的作用。
➢ 2.应用软件与实用软件之间的区别是什么？
➢ 3.什么是虚拟存储器？
➢ 4.概述引导过程。
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
3.3协调机器的活动
➢ 3.3.1进程的概念 进程是操作系统结构的基础；是一个正在执行的程序；
系统启动
➢ 步骤一：机器由执行已在存储器中的引导程序开始。操作系
统存放在海量存储器中
图：
主存储器
ROM
易系统
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
启动系统
➢ 步骤2：引导程序把操作系统传送到主存储器中，并把控制权交给 它
➢ 图：
ROM
主存储器
磁盘存储器
易失存储区
➢ （4）现代操作系统 强大的系统资源管理功能、丰富的应用程序、种类繁 多的应用开发平台、友好的图形用户界面。
➢ 几个概念：
➢ 队列：是一种存储结构（对象按照先进先出的方式在 队列里排队）。
《计算机科学概论》
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第三章 操作系统
操作系统的历史
➢ 内存管理程序，它负责调度内存的分配和使用，其中 的页面调度，可以切换内存和存储器，以此换出看起 来更大的内存，这就是所谓的虚拟内存。