计算机操作系统(汤子瀛)版chapter1

发布时间：2021-06-08

1.1

操作系统的目标和作用

1.计算机系统的组成硬件系统(裸机):CPU、存储器(主存、辅存)、I/O、I/O控制系统

软件系统：系统软件、应用软件系统软件：管理计算机本身的操作。如操作系统、编译 . 应用软件：提供给用户进行解题。如，科学计算、事物管理

操作系统——是裸机上的第一层软件，它是对硬件系统功能的首次扩充，是填补人与机器之间的鸿沟。

2.计算机系统的层次结构

图 1.1 计算机系统的层次结构

3.操作系统的目标目前存在着多种类型的OS,不同类型的OS,其目标各有所侧重。通常在计算机硬件上配置的OS,其目标有以下几点： 1. 方便性 2. 有效性

3. 可扩充性4. 开放性

设置操作系统的目的： 1、方便性:操作系统使计算机更易于使用 2、有效性:操作系统允许以更有效的方式使用计算机系统资源。 3、可扩展性:在操作系统中,允许有效地开发，测试和引进新的系统功能。 4、开放性:实现应用程序的可移植性和互操作性,要求具有统一的开放的环境。

4. 操作系统的地位计算机系统由硬件和软件组成操作系统在硬件基础上的第一层软件是其他软件和硬件之间的接口

游戏编译器

MIS 命令解释器

应用软件设计者。。。

应用软件设计者网络，数据库操作系统设计者

操作系统机器语言微程序物理设备

5. 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用作扩充机器

6. 推动操作系统发展的主要动力不断提高计算机资源利用率方便用户

器件的不断更新换代计算机体系结构的不断发展

1.2

操作系统的发展过程

1.2.1 无操作系统的计算机系统1. 人工操作方式从第一台计算机诞生(1945年)到50年代中期的计算机，属于第一代，这时还未出现OS。计算机操作是由用户采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统，即由程序员将事先已穿孔(对应于程序和数据)的纸带(或卡片)装入纸带输入机(或卡片输入机),再启动它们将程序和数据输入计算机，然后启动计算机运行。当程序运行完毕并取走计算结果后，才让下一个用户上机。

2.人工操作方式的特点特点: 用户独占全机 CPU等待人工操作

独占性串行性

缺点: 计算机的有效机时严重浪费

效率低

3. 脱机输入/输出方式在采用脱机输入输出方式时，程序和数据的输入输出都是在外围计算机的控制下完成的，即它们是脱离主机进行的，故称之为脱机输入输出操作。脱机I/O方式的主要优点如下： (1)减少了CPU的空闲时间。 (2) 提高I/O速度。

图 1-2 脱机I

/O示意图

脱机输入技术为解决低速输入设备与CPU速度不匹配的问题，可将用户程序和数据，在一台外围计算机的控制下，预先从低速输入设备输入到磁带上，当CPU需要这些程序和数据时，再直接从磁带机高速输入到内存，从而大大加快了程序的输入过程，减少了CPU等待输入的时间。

脱机输出技术当程序运行完毕或告一段落， CPU需要输出时，无须直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速地把结果送到磁带上，然后再另一台外围机地控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，着就大大加快了程序的输出过程。

1.2.2 单道批处理系统1. 单道批处理系统的处理过程批处理是指计算机系统对一批作业自动进行处理的一种技术。单道批处理在内存中仅有一道作业。

图 1-3 单道批处理系统的处理流程

2. 单道批处理系统的特征单道批处理系统是最早出现的一种 OS,严格地说，它只能算作是OS的前身而并非是现在人们所理解的OS。该系统的主要特征如下：