第二章 操作系統(tǒng)

　　軟件是為了使用戶使用并充分發(fā)揮計算機性能和效率的各種程序和數(shù)據(jù)的統(tǒng)稱。 軟件又分為系統(tǒng)軟件和應用軟件。系統(tǒng)軟件是所有用戶使用的為了解決用戶使用計算機而編制的程序。 應用軟件是為解決某特定的問題而編制的程序。 操作系統(tǒng)是硬件與所有其他軟件之間的接口，而且是整個計算機系統(tǒng)的控制和管理中心。

　　操作系統(tǒng)兩個重要作用：

　　1.管理系統(tǒng)中各種資源。所有硬件部分稱為硬件資源。而程序和數(shù)據(jù)等信息成為軟件資源。

　　2.為用戶提供良好的界面。

　　操作系統(tǒng)的特征：

　　1.并發(fā)性。是在計算機系統(tǒng)中同時存在多個程序，宏觀上看，這些程序是同時向前推進的。在單CPU上，這些并發(fā)執(zhí)行的程序是交替在CPU上運行的。 程序并發(fā)性體現(xiàn)在兩個方面：

　　①用戶程序與用戶程序之間的并發(fā)執(zhí)行。

　�、谟脩舫绦蚺c操作系統(tǒng)程序之間的并發(fā)。

　　2.共享性。資源共享是操作系統(tǒng)程序和多個用戶程序共用系統(tǒng)中的資源。

　　3.隨機性。隨機性指：操作系統(tǒng)的運行是在一個隨機的環(huán)境中，一個設備可能在任何時間向處理機發(fā)出中斷請求，系統(tǒng)無法知道運行著的程序會在什么時候做什么事情。沒有任何軟件支持的計算機稱為裸機。操作系統(tǒng)是硬件的第一層軟件擴充。

　　操作系統(tǒng)的功能：

　　1.進程管理：主要是對處理機進行處理。隨著系統(tǒng)對處理機管理方法不同，其提供的作業(yè)處理方式也不同，例如有批處理方式，分時方式和實時方式。

　　2.存儲管理：主要是管理內(nèi)存資源。當內(nèi)存不夠的時候，解決內(nèi)存擴充問題，就是內(nèi)存和外存結(jié)合起來的管理，為用戶提供一個容量比實際內(nèi)存大的多的虛擬存儲器，這是操作系統(tǒng)的存儲功能的重要任務。

　　3.文件管理。系統(tǒng)中的信息資源是以文件的形式存放在外存儲器上的。

　　4.設備管理。設備管理是計算機系統(tǒng)中除了CPU和內(nèi)存外的所有輸入，輸出設備的管理。

　　5.用戶和操作系統(tǒng)的接口。

　　操作系統(tǒng)的分類：

　　1.批處理操作系統(tǒng)。 兩個特點：一是多道，一是成批。多道是系統(tǒng)內(nèi)同時容納多個作業(yè)，這些作業(yè)存放在外存中，組成一個后備作業(yè)序列，系統(tǒng)按一定的調(diào)度原則每次從后備作業(yè)中選取一個或多個作業(yè)放入內(nèi)存中運行，運行作業(yè)結(jié)束并退出運行和后備作業(yè)進行運行均由系統(tǒng)自動實現(xiàn)，從而在系統(tǒng)中形成一個自動轉(zhuǎn)接的連續(xù)的作業(yè)流。而成批是系統(tǒng)運行中不允許用戶和他的作業(yè)發(fā)生交互關系。 批處理系統(tǒng)追求的目標是提高系統(tǒng)資源利用率和大作業(yè)吞吐量以及作業(yè)流程的自動化。

　　2.分時系統(tǒng)。 分時系統(tǒng)允許多個用戶同時連機使用計算機。

　　操作系統(tǒng)采用時間片輪轉(zhuǎn)的方式處理每個用戶的服務請求。

　　特點：①多路性。②交互性。又叫交互操作系統(tǒng)。③獨立性。④及時性。分時系統(tǒng)性能的主要指標之一的是響應時間，是從終端發(fā)出命令到系統(tǒng)與應答的時間。 通常計算機系統(tǒng)采用批處理和分時處理方式來為用戶服務。時間要求不強的作業(yè)放入后臺批處理處理，需要頻繁交互的作業(yè)在前臺分時處理。

　　3.實時系統(tǒng)。 系統(tǒng)能夠及時響應隨機發(fā)生的外部事件，并在嚴格的時間范圍內(nèi)完成對該事件的處理。實時系統(tǒng)作為一個特定應用中的控制設備來使用。 分為兩類：①實時控制系統(tǒng)。②時信息處理系統(tǒng)。特點：及時響應和高可靠性。

　　4.個人計算機操作系統(tǒng)。個人計算機操作系統(tǒng)是一個聯(lián)機交互的單用戶操作系統(tǒng)，它提供的聯(lián)機交互功能與分時系統(tǒng)所提供的功能很相似。

　　5.網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。 計算機網(wǎng)絡是通過通信設施將地理上分散的具有自治功能的多個計算機系統(tǒng)互連起來，實現(xiàn)信息交換，資源共享，互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)就是在原來的各自計算機系統(tǒng)操作上，按照網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的各個協(xié)議標準進行開發(fā)，使之包括網(wǎng)絡管理，通信，資源共享，系統(tǒng)安全和多種網(wǎng)絡應用服務的操作系統(tǒng)。

　　6.分布式操作系統(tǒng)。

　　研究操作系統(tǒng)的幾種觀點：

　　1.從資源管理觀點：把操作系統(tǒng)分為處理機管理，存儲管理，設備管理，文件管理，用戶與操作系統(tǒng)的接口等5個主要部分。

　　2.虛機器觀點：用戶不再直接使用硬件機器，而是通過操作系統(tǒng)來控制和使用計算機，從而把計算機擴充為功能更強，使用更加方便的計算機系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的全部功能，稱為操作系統(tǒng)虛機器。

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