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指导教师 : 杨建国

计算机导论. 指导教师 : 杨建国. 二零零九年九月. 思考. 问题五：大学生如何生活？ （爱情、时间、金钱、身心健康、人际关系 …… ）. 大学里追女孩，也是哥关心的事情，不过哥不是谈的恋爱，谈的是寂寞. 我的名字就是寂寞，呵呵. 送给学生的话. 学会“感恩”： 对自己 对父母 对同学 对老师 对学校 对社会. 操作系统 Operating Systems. 5.1 操作系统的形成与发展 5.2 操作系统实例 5.3 什么是操作系统（目标、地位、用户接口、功能）. 推荐阅读. 计算机系统. 硬件子系统 中央处理器：运算器、控制器、寄存器

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Presentation Transcript

  1. 计算机导论 指导教师:杨建国 二零零九年九月

  2. 思考 • 问题五：大学生如何生活？ （爱情、时间、金钱、身心健康、人际关系……） 大学里追女孩，也是哥关心的事情，不过哥不是谈的恋爱，谈的是寂寞 我的名字就是寂寞，呵呵

  3. 送给学生的话 • 学会“感恩”： • 对自己 • 对父母 • 对同学 • 对老师 • 对学校 • 对社会

  4. 操作系统Operating Systems • 5.1 操作系统的形成与发展 • 5.2 操作系统实例 • 5.3 什么是操作系统（目标、地位、用户接口、功能）

  5. 推荐阅读

  6. 计算机系统 • 硬件子系统 • 中央处理器：运算器、控制器、寄存器 • 存储器：内存、外存 • 外设：输入设备、输出设备 • 软件子系统 • 系统软件：操作系统、语言翻译程序、数据库管理系统 • 应用软件：通用应用软件、专用应用软件

  7. 计算机系统的层次结构 操作 系统 裸机 系统应用程序 用户程序

  8. 什么是操作系统？ 我是管家： CPU、内存、外存、I/O、 健壮、安全 我是魔术师： 差－好、少－多、复杂－容易

  9. 为什么要学操作系统？ 程序怎么运行？正确吗？效率高吗？功能和技巧是基础，窥探奥秘 我不学OS，也可以编程，为什么要学？

  10. 5.1 操作系统的形成与发展 • 推动OS发展的动力： 社会基本矛盾是社会发展的根本动力 • 1.不断提高计算机资源利用率 • 2.方便用户 • 3.器件的不断更新换代（硬件成本的下降） • 4.计算机体系结构的不断发展（计算机功能和复杂性－攻击 • 者博弈）

  11. 1.状态机OS（1940以前）

  12. 2.单一操作员、单一控制端0S（40年代）

  13. 人们用机器语言编程后，用穿孔机将编写好的程序及相人们用机器语言编程后，用穿孔机将编写好的程序及相 应的数据穿孔在纸带/卡片上，通过纸带/卡片机输入计 算机 • 启动计算机执行程序，通过控制台上的开关、按钮和指 示灯来操作和控制程序的执行 • 程序执行完并取走计算结果后，下一个用户才能使用该 计算机 • 高速的CPU绝大部分时间处于等待慢速的手工操作和外 设运行，计算机资源得不到有效利用

  14. 3.批处理OS（50年代）

  15. 随着计算机速度的提高，在整个计算中人工操作所占的随着计算机速度的提高，在整个计算中人工操作所占的 比例越来越大。为了尽量摆脱人工的干预，解决人机矛 盾，提高自动化程度，人们研制了监控程序，由监控程 序自动依次处理一系列任务，于是进入了“单道批处理 阶段”。在监控程序的帮助下一个程序独享计算机资源

  16. 4.多道批处理OS（60年代）

  17. 随着中断技术和多道程序技术的出现，监控程序发展成随着中断技术和多道程序技术的出现，监控程序发展成 为一个重要的软件分支——操作系统。在批处理操作系 统的帮助下，多个程序可以同时运行，共享资源

  18. 批处理是指用户作业可以成批输入并处理，即将作业一批处理是指用户作业可以成批输入并处理，即将作业一 批一批地输入系统并暂存在外存中，组成一个后备作业 队列 • 每次按一定的调度原则从后备作业中挑选一个或多个装 入主机处理，作业完成后退出主机，作业的装入和退出 均由系统自动实现

  19. 批处理操作系统的特点： • 优点：系统的吞吐量大，资源利用率高 • 缺点：是用户在其作业运行期间不能在控制台或终端上 请求系统的服务以直接干预其作业的运行过程，所以不 适合做交互性强的工作 • 批处理系统主要配置在较大的计算机系统上，由于这些 机器的硬件设置齐全，价格昂贵，希望有作业的大吞吐 量，以便充分利用系统资源

  20. 5.分时OS、实时OS（70年代）

  21. 分时是指多个用户对系统资源进行时间上的分享分时是指多个用户对系统资源进行时间上的分享 • 安装有分时操作系统的计算机能为多个终端用户服务，同 时可保证每个用户都能经常与计算机进行交互 • 在分时操作系统中把CPU的时间分成很短的时间片，在每 一个时间片内，CPU专为一个用户工作，时间一到，无论 工作结束与否CPU都会暂停服务，转而为下一个用户工作

  22. 分时操作系统的特点 ： • 多路性： • 宏观上，多个用户通过终端同时工作，共享资源 • 微观上，各终端作业轮流在自己的时间片内进行处理 • 交互性：分时系统中用户的操作方式是联机方式。即用户 通过终端采用人机会话的方式直接控制程序运行，所以在 程序运行中，系统与用户可以及时进行广泛的人机对话

  23. 独占性：由于CPU处理的速度大大高于用户操作的速独占性：由于CPU处理的速度大大高于用户操作的速 度，所以尽管CPU按时间分片为多个用户轮流服务，每 个用户的感觉仍然认为自己好像独占着计算机系统 • 及时性：由于时间片很短，每个作业等待运行的时间不 会很长，所以系统对每一个用户的输入请求能作出较快 的响应

  24. 使用时注意最多用户数目： • 分时操作系统中工作的主动权掌握在计算机手里，其分时 时间片的大小在一定程度上取决于时间片的切换速度，即 随着时间片时间的减少，切换时间所占的比例随之增大， 随着用户数目的不断增加，这种矛盾会越来越突出 • 所以在使用多用户分时系统时要注意操作系统厂商提供的 最多用户数目

  25. 实时二字的含义是表示“立即工作”，是指计算机对于外实时二字的含义是表示“立即工作”，是指计算机对于外 来信息能够以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许 的时间范围内作出快速反应 • 所以，实时操作系统具有瞬时响应的本领，使它在实时控 制和实时信息处理领域中备受欢迎。如： • 工业自动控制 • 导弹发射控制 • 火车、飞机票定票系统、情报检索系统、银行系统等等

  26. 实时与分时操作系统的区别 ： • 实时系统一般是专用的，其交互能力比较差，只允许用户 访问数量有限的专用程序，系统响应时间要求极高 • 分时系统具有很强的通用性，有很强的交互功能，响应时 间可以稍长，以不超过用户的忍耐范围为限

  27. 注意： • 总的来说，批处理系统、分时系统和实时系统是操作系 统的三种基本类型 • 而一个实用的操作系统可以是独立的一种系统，也可以 是两两结合或三者兼而有之的通用操作系统

  28. 6.现代OS（80年代后）

  29. （1）网络操作系统 • 网络操作系统是在原来各自计算机操作系统的基础上， 按照网络体系结构提供计算机网络管理、通信、资源共 享、系统安全和多种网络应用服务

  30. 网络操作系统的特点： • 当计算机系统进入网络后，就必然要与网络中其它系统和 用户交往，实现系统之间的协调与联系 • 为了适应这种情况，网络操作系统除了具有基本类型操作 系统中所应具备的管理功能和服务功能外，还应具有网 络管理和服务功能，主要包括：网络资源共享 、网络通 信 、作业迁移等

  31. （2）分布式操作系统 • 真正的分布式操作系统，其定义应为运行在不具有共享主 存的多台计算机上，而在用户眼里却像是一台计算机 • 其运行的基础是一群联网的计算机，其行为像是一台虚拟 的单处理计算机，用户不必关心计算机的资源在什么地 方、什么时间工作以及资源如何调配工作等

  32. 分布式操作系统的特点： • 需要一个全局的文件系统 • 所有CPU上运行同样的内核，统一的管理和控制机构， 进行优化的协调工作 • 要有一个单一的、全局的进程通信机制，提供选择和优 化本地和远地的资源利用 • 有全局的保护机制等 • 注意：目前还不存在完全满足该定义的分布式操作系 统，有些系统也只能称作半分布式系统，分布式操作系 统是当今操作系统发展的一个重要方向

  33. 网络与分布式操作系统的区别： • 网络操作系统与分布式操作系统虽然都属于管理分布在不 同地理位置的计算机，但最大的差别是： • 在网络操作系统中工作，用户必须知道网址 • 在分布式操作系统中，用户可以不知道计算机的确切地 址，尤其是全分布式操作系统，即应该由系统自动寻找地 址，并合理分配各种资源

  34. 五类操作系统为用户服务的方式类比

  35. （3）通用操作系统 • 同时具备实时、分时、批处理功能 • 按优先级分类处理 • UNIX的早期版本是当时通用操作系统的代表

  36. （4）微机操作系统 • 单用户单任务 • 一个用户执行一个程序 • CP/M, MS-DOS • 单用户多任务 • 一个用户可以执行多个程序 • Windows 2000, Windows XP • 多用户多任务 • 多个用户可以分别执行多个程序 • 微机版UNIX和 Linux

  37. （5）多处理器操作系统 • 多处理器系统的优点 • 提高系统的吞吐量和可靠性 • 节省投资 • 多处理器操作系统分类 • 主-从模式：易于实现/资源利用率低 • 对称模式：资源利用率高 • 多处理器操作系统实例 • SUN公司的Solaris • AT&T公司的UNIX System V4.0 MP版本 • DG公司的DG/UX

  38. （6）嵌入式操作系统 • 嵌入式计算机 • 嵌入到其他设备中 • 控制被嵌入设备的运行 • 嵌入式操作系统 • 运行在嵌入式计算机中的操作系统 • Windows CE、VxWorks等是常用的嵌入式操作系统

  39. 7.未来OS（2010年后）

  40. 5.2 操作系统实例 • OS • MS-DOS1-7、WIN3X、WIN95、WIN97、WIN98、 WIN2000、WINME、WINXP、VISTA、WIN7 • MAC、Chroem • NOS • WINNT、WIN2000 SERVER、WIN2003、WIN2008 • NETWARE • LINUX：redflag、redhat、fedora、Ubuntu、veket • UNIX：

  41. 1.CP/M （control program/microprocessor or microcomputer） • 微型计算机的第一个操作系统 • 加里·基尔代尔（开发PL/M语言） • 诞生于1974年的8位微型机操作系统 • 主要功能： • 能够进行文件管理 • 具有磁盘驱动功能 • 可以控制磁盘的输入输出 • 可以控制显示器的显示以及打印机的输出 • 版本：CP/M-80/CP/M-86/CP/M-68K

  42. 2.MS-DOS（Microsoft Disk Operating System） • 花2.5万从蒂姆·佩特森QDOS购买改写的 • 1981年8月DOS 1.0-2000年9月MS-DOS8.0 • fdisk、format、dir 、cd 、del 、debug 、copy…… • 我国推出基于MS-DOS的汉字磁盘操作系统CC-DOS 给青年的11条忠告

  43. 3.WIN7 • Windows 7 的设计主要围绕五个重点: • 针对笔记本电脑的特有设计 • 基于应用服务的设计 • 用户的个性化 • 视听娱乐的优化 • 用户易用性的新引擎 • 演示

  44. 4.WIN2008 • 新的 Web 工具、虚拟化技术、安全性的强化以及管理公用 程序，不仅可帮助您节省时间、降低成本，并可为IT基础 架构提供稳固的基础 • 演示

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