《软件技术基础》课件 第4章操作系统修改

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第4章 操作系统4.1 4.2 4.3 操作系统的概念 多道程序设计 存储空间的组织

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4.1 操作系统的概念

4.1.1 操作系统的功能与任务 4.1.2 操作系统的发展过程 4.1.3 操作系统的分类

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4.1.1 操作系统的功能与任务

(1) 管理系统资源。包括对CPU、内存储器、输 入输出设备、数据文件和其他软件资源的管理。 (2) 为用户提供资源共享的条件和环境，并对资 源的使用进行合理调度。 (3) 提供输入/输出的方便环境，简化用户的输 入输出工作，提供良好的用户界面。 (4) 规定用户的接口，发现、处理或报告计算机 操作过程中所发生的各种错误。

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操作系统是用以控制和管理系统资源、方便用户 使用计算机的程序的集合。

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1. 处理机管理

2. 存储器管理3. 设备管理 4. 文件管理 5. 作业管理

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1. 处理机管理

处理器是计算机系统中最主要的资源，处理 器管理的主要功能是对处理器的分配、调度实 施最有效的管理，最大限度的提高它的处理能 力。

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2. 存储器管理

内存是一种极为重要的资源，也是计算机系统中 的紧缺资源，内存管理在操作系统中占有极为 重要的地位。 存储器管理的主要任务是：对有限的内存储器进 行合理的分配，以满足多个用户程序运行的需 要。

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3. 设备管理计算机系统中的设备主要指键盘、鼠标、显示 器、打印机、扫描仪、磁盘、光盘驱动器等输 入、输出设备。计算机的输入、输出设备千差 万别、种类繁多，所以必须屏蔽各种设备的物 理特性，把设备抽象为交换数据的文件。设备 管理器除了对设备进行分配、调度、提高整个 计算机系统的运行效率外，还要为用户提供一 个方便、易用、高效的操作界面。

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4. 文件管理

计算机中所有信息，比如程序、文档、数据等都 是以文件的形式保存在硬盘、光盘等外部存储 介质上，供授权用户使用。 一个文件系统应当具有：数据存储空间的分配、 回收；文件的读、写、查找和安全机制。 操作系统还应当屏蔽各种存储设备的物理特性， 向用户提供一套简单、方便、易用的文件访问 接口，如文件的打开、关闭、读写以及删除等， 供用户编写程序时使用。

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5. 作业管理作业就是用户的一个完整的计算机任务，即运行 应用程序所需要的数据以及控制应用程序之行 的指令集合。 用户把应用程序和所需的数据以作业的形式提交 给操作系统，操作系统在执行完应用程序后， 把结果输出给用户。 作业管理具有：作业的调度功能。它是操作系统 和用户之间的接口。主要任务：对所有的用户 作业进行分类、并且根据某种原则，不断的把 作业提交给计算机去处理。10

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4.1.2 操作系统的发展过程1

. 手工操作阶段(1) 由于单个用户独占计算机的所有资源，从而造成资 源得不到充分利用； (2) 由于用户直接使用计算机硬件资源，因此，要求用 户熟悉计算机各部分的细节，这就导致使用很不方 便，也容易出错； (3) 由于进行手工联机操作，人工干预多，造成辅助时 间长。

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2. 成批处理系统手工操作存在的根本问题是人工干预过多， 因此，要克服手工操作的方式的缺点，就必须 减少人工干预，实现作业之间转接的自动化， 以缩短作业转接时处理机的等待时间，从而比 较好地发挥计算机的效率。为此就出现了成批 处理系统。

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脱机批处理系统模型

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3. 执行程序系统

通道是一种硬件机构，它独立于处理机而直接控 制输入、输出设备与内存之间的数键传送。中断是外界(如输入、输出设备，通道等)向主 机报告信息的一种通信方式。

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单道批处理系统缺点由于这种系统一次只能处理一个作业，所以 对计算机系统资源的利用率并不高。譬如：当 运行中的作业进行输入输出操作时，处理器将 处于空闲等待状态，而输入输出操作的速度是 很慢的，这将浪费宝贵的处理器资源。 于是人们在这一系统上进行了改进，引入 了“多道批处理系统”