1、操作系统原理操作系统原理 Operating System Principle第一章第一章绪论绪论当今个人PC端使用最为广泛的操作系统是（）LinuxWindowsUnixMAC OSABCD提交单选题2分Android操作系统来源于（）操作系统。LinuxWindowsUnixMAC osABCD提交单选题1分服务器的操作系统大都采用（）操作系统。LinuxWindowsUnixMAC osABCD提交单选题1分1.1 1.1 操作系统概念操作系统概念指令系统指令系统微程序机器级微程序机器级数字逻辑级数字逻辑级汇编语言级汇编语言级高级语言级高级语言级操作系统机器级操作系统机器级软件软件硬件硬
2、件1 1、操作系统在计算机系统中的地位、操作系统在计算机系统中的地位计算机的操作系统是一种计算机的操作系统是一种（）应用软件数据库软件系统软件办公处理软件ABCD提交单选题2分计算机系统计算机系统(层次结构层次结构)软件软件硬件及固件（裸机）硬件及固件（裸机）应用软件应用软件系统软件系统软件编辑软件，编译软件编辑软件，编译软件操作系统操作系统2 2、计算机系统中的组成、计算机系统中的组成1.1 1.1 操作系统概念操作系统概念3 3、操作系统在计算机系统中的地位、操作系统在计算机系统中的地位计算机硬件计算机硬件操作系统操作系统系统工具系统工具应用软件应用软件应用用户应用用户应用开发人员应用开发
3、人员操作系统操作系统开发人员开发人员紧贴系统硬件之上，所有其他软件之下（是其他软件的共同环境）紧贴系统硬件之上，所有其他软件之下（是其他软件的共同环境）1.1 1.1 操作系统概念操作系统概念（1）科普观点：操作系统是计算机系统的管理指挥机构和控制中心；）科普观点：操作系统是计算机系统的管理指挥机构和控制中心；（2）功能观点：操作系统是计算机资源管理系统，负责对计算机的全）功能观点：操作系统是计算机资源管理系统，负责对计算机的全部软、硬件资源进行分配、控制、调度和回收；部软、硬件资源进行分配、控制、调度和回收；（3）用户观点：操作系统是用户使用计算机的一个界面；）用户观点：操作系统是用户使用计
4、算机的一个界面；4 4 操作系统定义操作系统定义1.1 1.1 操作系统概念操作系统概念（4）管理员观点：操作系统是计算机工作流程得以自动高效运行）管理员观点：操作系统是计算机工作流程得以自动高效运行的组织者，系统软硬件资源合理协调的管理者；的组织者，系统软硬件资源合理协调的管理者；（5）软件观点：操作系统是由程序和数据集组成的大型系统软件。）软件观点：操作系统是由程序和数据集组成的大型系统软件。4 4 操作系统定义操作系统定义1.1 1.1 操作系统概念操作系统概念 经典定义：操作系统是计算机系统中的一个经典定义：操作系统是计算机系统中的一个系统软件系统软件，它是这样一，它是这样一些些程序模
5、块的集合程序模块的集合它们能以尽量有效、合理的方式它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理组织和管理计算机的计算机的软硬件资源软硬件资源，合理的组织计算机的，合理的组织计算机的工作流程工作流程，控制程序的，控制程序的执行并向用户提供各种执行并向用户提供各种服务功能服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行，是计算机与用户的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行，是计算机与用户之间的之间的接口接口。4 4 操作系统定义操作系统定义1.1 1.1 操作系统概念操作系统概念操作系统是一组操作系统是一组 程序。程序。文件处理中断处理资
6、源管理设备管理ABCD提交单选题2分1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史 （1）工作方式）工作方式用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员计算机专业人员；编程语言：为编程语言：为机器语言机器语言；输入输出：纸带或卡片；输入输出：纸带或卡片；1 1、手工操作阶段、手工操作阶段 （无操作系统）（无操作系统）1946 501946 50年代，电子管时代，集中计算，计算机资源昂贵；年代，电子管时代，集中计算，计算机资源昂贵；（2）计算机的工作特点）计算机的工作特点用户用户独占独占全机：不出现资源被其他用户占用，资源利用率低；全机：不出现资源
7、被其他用户占用，资源利用率低；CPU等待用户：计算前，手工装入等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片纸带或卡片；计算完成后，；计算完成后，手工卸取纸带或卡片；手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低；利用率低；1 1、手工操作阶段、手工操作阶段 （无操作系统）（无操作系统）1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史（3 3）案例：）案例：ENIACENIAC计算机计算机 运算速度：运算速度：10001000次次/每秒每秒,数万个真空管数万个真空管,占地占地100100平方米平方米1 1、手工操作阶段、手工操作阶段 （无操作系统）（无操作系统）1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史1 1）没有程
8、序设计语言（甚至没有汇编），更谈不上操作系统，通过）没有程序设计语言（甚至没有汇编），更谈不上操作系统，通过在一些插板上的硬连线来控制计算机的基本功能。在一些插板上的硬连线来控制计算机的基本功能。2 2）程序员提前预约一段时间，然后到机房将他的）程序员提前预约一段时间，然后到机房将他的插件板插件板插到计算机插到计算机里，期盼着在接下来的时间中，几万个里，期盼着在接下来的时间中，几万个真空管真空管不会烧断，从而可以不会烧断，从而可以计算自己的题目。计算自己的题目。（3 3）案例：）案例：ENIACENIAC计算机计算机1 1、手工操作阶段、手工操作阶段 （无操作系统）（无操作系统）1.2 1.2
9、 操作系统的历史操作系统的历史（4 4）后续发展）后续发展 50 50年代早期，出现了穿孔卡片。程序写在卡片上然后读入计算机，年代早期，出现了穿孔卡片。程序写在卡片上然后读入计算机，而不用插板，但计算过程则依然如旧。而不用插板，但计算过程则依然如旧。1 1、手工操作阶段、手工操作阶段 （无操作系统）（无操作系统）1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史存在问题：存在问题：计算机处理能力的提高与手工操作的低效率（造成浪费）计算机处理能力的提高与手工操作的低效率（造成浪费）用户用户独占独占全机的所有资源全机的所有资源解决方案：解决方案：摆脱手工操作，实现作业的自动过渡摆脱手工操作，实现作业的自
10、动过渡1 1、手工操作阶段、手工操作阶段 （无操作系统）（无操作系统）1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史2.早期批处理早期批处理（1 1）联机批处理：）联机批处理：I/OI/O设备与主机直接连接设备与主机直接连接 用户将程序写在纸上（用高级语言或汇编语言）用户将程序写在纸上（用高级语言或汇编语言）将作业穿孔成卡片，再将卡片盒交给操作员将作业穿孔成卡片，再将卡片盒交给操作员 操作员有选择地把若干作业合成一批，通过输入设备（输入操作员有选择地把若干作业合成一批，通过输入设备（输入机或读卡机）输入机或读卡机）输入 监督程序读入一个作业监督程序读入一个作业 从输入设备调入，编译、连接、运行程
11、序从输入设备调入，编译、连接、运行程序 返回返回4 4，再读入下一个作业，直到一批作业完成，再读入下一个作业，直到一批作业完成 返回返回3 3，处理下一批，处理下一批1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史其中，其中，4-6 完成一个批处理文件完成一个批处理文件 3-7 完成多个批处理文件完成多个批处理文件1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史2.2.早期批处理早期批处理（1 1）联机批处理）联机批处理优点：优点：解决了作业的自动转接，减少了人工操作时间；解决了作业的自动转接，减少了人工操作时间；问题：问题：在在作业作业输入和结果输出输入和结果输出过程中，过程中，CPUCPU处于等待
12、状态。处于等待状态。解决：解决：增加一台不与主机直接相连而专门用于增加一台不与主机直接相连而专门用于I/OI/O设备交换设备交换信息的卫星机（信息的卫星机（脱机批处理脱机批处理）。）。2.2.早期批处理早期批处理1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史（2 2）脱机批处理脱机批处理：增加一台不与主机直接相连而专门于：增加一台不与主机直接相连而专门于I/OI/O设备交换设备交换信息的信息的卫星机卫星机纸带机纸带机卡片机卡片机打印机打印机卫星机卫星机输入带输入带输出带输出带主机主机日志日志执行带执行带系统带系统带输入设备通过它将作业输入到输入带输入设备通过它将作业输入到输入带输出带通过它将结果
13、输出到输出设备输出带通过它将结果输出到输出设备1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史卡片卡片IBM1401IBM7094IBM1401输入磁带输入磁带卡片阅读机卡片阅读机输出磁带输出磁带打印机打印机卫星机卫星机主机主机卫星机卫星机输入输入磁带磁带系统系统磁带磁带输出输出磁带磁带磁带机磁带机1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史（3 3）监督程序：管理作业的运行，完成作业的过渡。）监督程序：管理作业的运行，完成作业的过渡。监督程序监督程序标准输入程序标准输入程序编译程序编译程序装配程序装配程序标准输入和后处理程序标准输入和后处理程序输入用户作业程序输入用户作业程序编译后的用户作业程序
14、编译后的用户作业程序装配好的用户作业程序装配好的用户作业程序执行执行执行结果执行结果输出结果输出结果调用一些子程序调用一些子程序转到下一个作业输入转到下一个作业输入1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史批处理缺点批处理缺点 用户交互性差用户交互性差：整个作业完成后或中间出错时，才与用：整个作业完成后或中间出错时，才与用户交互，不利于调试和修改户交互，不利于调试和修改1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史批处理的主要缺点是（）CPU的利用率不高失去了交互性不具备并行性以上都不是ABCD提交单选题2分3.多道程序系统多道程序系统（1 1）单道运行：每次只调一个用户作业程序进入内存并运行
15、）单道运行：每次只调一个用户作业程序进入内存并运行用户程序用户程序计算计算请求请求输入输入启动启动输入输出输入输出结束中断结束中断输入输出输入输出完成完成继续计算继续计算输入输出操作输入输出操作监督程序监督程序1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史CPU 空闲空闲CPUCPU程序程序A A输入输出设备输入输出设备输入输出设备输入输出设备程序程序B B请求输入请求输入程序程序A A程序程序B B请求打请求打印输出印输出输入输入结束结束请求请求其它其它输入输出输入输出操作操作输出输出结束结束等待等待CPUCPU程序程序A A程序程序B B运行处理运行处理 输入数据输入数据运行处理运行处理其它
16、输入输出其它输入输出操作操作运行运行处理处理打印输出打印输出等待等待CPUCPU运行处理运行处理在当前运行的作业在当前运行的作业需做需做I/OI/O处理处理时，时，CPUCPU转而执行另一个作业。转而执行另一个作业。3 3 多道程序系统多道程序系统 （2 2）多道运行）多道运行1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史（3 3）运行特点）运行特点 多道：同时存放多道相互独立的程序；多道：同时存放多道相互独立的程序；宏观上并行：进入系统的几道程序均在运行；宏观上并行：进入系统的几道程序均在运行；微观上串行：轮流使用微观上串行：轮流使用CPUCPU 多核多核CPUCPU的出现，当作业数不大于的出
17、现，当作业数不大于CPUCPU核数时，从微观上也是核数时，从微观上也是并行的并行的3.3.多道程序系统多道程序系统1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史（4 4）评价）评价优点优点资源利用率高资源利用率高：CPUCPU和内存利用率较高和内存利用率较高作业吞吐量大作业吞吐量大：单位时间内完成的工作总量大：单位时间内完成的工作总量大3.3.多道程序系统多道程序系统1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史（4 4）评价）评价缺点：缺点：作业平均周转时间长作业平均周转时间长：短作业的周转时间显著增长：短作业的周转时间显著增长3.3.多道程序系统多道程序系统1.2 1.2 操作系统的历史操作系
18、统的历史（5 5）相关技术问题）相关技术问题 处理机管理问题：如何分配，使处理机管理问题：如何分配，使CPUCPU满足要求满足要求 内存管理问题：为每道程序分配内存空间内存管理问题：为每道程序分配内存空间 I/OI/O设备管理问题：如何分配设备管理问题：如何分配I/OI/O设备设备 文件管理问题：如何组织程序和数据文件管理问题：如何组织程序和数据 作业管理问题：如何组织作业作业管理问题：如何组织作业3.3.多道程序系统多道程序系统1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史操作系统新增功能操作系统新增功能 出现了作业管理、出现了作业管理、CPUCPU管理、内存管理、设备管理、管理、内存管理、设
19、备管理、文件管理。文件管理。3 3 多道程序系统多道程序系统1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史举例说明，多道程序的引入提高了系统资源的利用率，同时也使操作系统复杂化。作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题4分()不是多道程序系统单用户单任务A多道批处理系统B单用户多任务C多用户分时系统D提交单选题1分与单道程序系统相比，多道程序系统的优先是()仅I、IIIA仅I、IVB仅II、IIIC仅I、III、IVDI.CPU利用率高II.系统开销小III.系统吞吐量大IV.I/O设备利用率高提交单选题1分4 分时操作系统分时操作系统（1 1）定义：分时是指多个用户分享使用同一台计算机，
20、分）定义：分时是指多个用户分享使用同一台计算机，分时共享硬件和软件资源。时共享硬件和软件资源。通常按时间片分配通常按时间片分配：各个程序在：各个程序在CPUCPU上按照分配的时间片上上按照分配的时间片上执行。把处理器的运行时间分成很短的时间片，执行。把处理器的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮按时间片轮流把处理机分配给各作业使用流把处理机分配给各作业使用。从微观上看各个程序的执行从微观上看各个程序的执行时串行的。时串行的。1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史4 分时操作系统分时操作系统（2 2）类型）类型多个用户分时多个用户分时：单个用户使用计算机的效率低，因而允许多：单个用户使用计
21、算机的效率低，因而允许多个应用程序同时在内存中，分别服务于不同的用户。个应用程序同时在内存中，分别服务于不同的用户。前台和后台程序分时前台和后台程序分时：后台程序不占用终端输入输出，不与：后台程序不占用终端输入输出，不与用户交互现在的图形用户界面用户交互现在的图形用户界面(GUI)(GUI)，除当前交互的程，除当前交互的程序序(输入焦点输入焦点)之外，其他程序均作为后台之外，其他程序均作为后台1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史（3）优点）优点 人机交互性好：在调试和运行程序时由用户自己操作人机交互性好：在调试和运行程序时由用户自己操作 共享主机：多个用户同时使用共享主机：多个用户同时
22、使用 用户独立性：对每个用户而言好象独占主机用户独立性：对每个用户而言好象独占主机4 4 分时操作系统分时操作系统1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史现在的许多操作系统都具有分时处理的功能，在分时系统现在的许多操作系统都具有分时处理的功能，在分时系统的基础上，操作系统的发展开始分化，如实时系统、通用的基础上，操作系统的发展开始分化，如实时系统、通用系统、个人系统等。系统、个人系统等。4.分时操作系统分时操作系统1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史5.实时操作系统实时操作系统（1 1）应用范围）应用范围 用于工业过程控制、军事实时控制、金融、证券、网购等领用于工业过程控制、军事实
23、时控制、金融、证券、网购等领域，包括实时控制、实时信息处理域，包括实时控制、实时信息处理 要求：响应时间短，在一定范围之内；系统可靠性高。要求：响应时间短，在一定范围之内；系统可靠性高。1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史6.通用操作系统通用操作系统目前的操作系统，通常具有目前的操作系统，通常具有分时、实时和批处理功能分时、实时和批处理功能，又称作通，又称作通用操作系统。可适用于计算、事务处理等多种领域，能运行在多用操作系统。可适用于计算、事务处理等多种领域，能运行在多种硬件平台上，如种硬件平台上，如 UNIXUNIX系统、系统、Windows NTWindows NT等。等。-通用化
24、、小型化通用化、小型化1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史6 操作系统的进一步发展操作系统的进一步发展嵌入式操作系统（嵌入式操作系统（物联网、工业互联网物联网、工业互联网）网络操作系统（安装网络操作系统（安装TCP/IP协议栈）协议栈）分布式操作系统（正在设计和实现当中）分布式操作系统（正在设计和实现当中）多核操作系统（多核操作系统（win10）智能手机操作系统（智能手机操作系统（android和和IOS）1.2 1.2 操作系统的历史操作系统的历史批处理操作系统批处理操作系统（batch processing operating system）分时操作系统分时操作系统（time sh
25、aring operating system）实时操作系统实时操作系统（real time operating system）网络操作系统网络操作系统（network operating system）分布式操作系统分布式操作系统（distributed operating system）个人计算机操作系统个人计算机操作系统（personal computer operating system）1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型 1 批处理操作系统批处理操作系统（1）特征）特征用户脱机使用计算机用户脱机使用计算机成批处理成批处理多道程序运行多道程序运行提交收容运行就绪等待完成
26、作业录入作业录入作业调度作业调度作业调度作业调度用户用户1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型（2）优点）优点 资源利用率高（资源利用率高（CPU、内存、内存、I/O）系统吞吐量大系统吞吐量大（3）缺点）缺点 平均周转时间长平均周转时间长 无交互能力无交互能力 1 1 批处理操作系统批处理操作系统1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型注意：多道程序系统（注意：多道程序系统（multiprogramming）与多重处理系统）与多重处理系统（multiprocessing）多重处理系统：多个运行的程序在宏观和微观上都同时执行多重处理系统：多个运行的程序在宏观和微观上都同
27、时执行多道程序系统：多个运行程序在宏观上并行，微观上串行多道程序系统：多个运行程序在宏观上并行，微观上串行1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型2.分时系统分时系统（1）分时的定义）分时的定义把计算机的系统资源（尤其是把计算机的系统资源（尤其是CPUCPU时间）进行时间上的分割，每个时间）进行时间上的分割，每个时间段称为一个时间片（时间段称为一个时间片（time slicetime slice），），每个用户依次轮流使用时间片每个用户依次轮流使用时间片。CPUCPU时间时间时间片ABCABCB1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型2.分时系统分时系统（2）分时系统的
28、追求目标）分时系统的追求目标 及时响应及时响应(依据指标：响应时间依据指标：响应时间)响应时间：从终端发出命令到系统给予回答所经历的响应时间：从终端发出命令到系统给予回答所经历的时间时间1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型2 分时系统分时系统（3）特征）特征 多路性：允许在一台主机上同时连接多台联机终端，系统按分多路性：允许在一台主机上同时连接多台联机终端，系统按分时原则为每个用户服务时原则为每个用户服务 独立性：每个用户各占一个终端，彼此独立工作独立性：每个用户各占一个终端，彼此独立工作 及时性：用户的请求在很短的时间内能够获得响应及时性：用户的请求在很短的时间内能够获得响应
29、 交互性：用户可以通过终端与系统进行广泛的对话交互性：用户可以通过终端与系统进行广泛的对话1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型2.分时系统分时系统 总结：总结：分时操作系统是一个联机分时操作系统是一个联机（on-line）多用户（多用户（multi-user）交互式（交互式（interactive）的操作系统。）的操作系统。公式：用户响应时间公式：用户响应时间=用户数用户数*时间片长度时间片长度1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型在分时系统中，时间片一定时，在分时系统中，时间片一定时，响应时间越长。，响应时间越长。内存越多用户数越多内存越少用户数越少ABCD提交
30、单选题1分3.实时系统实时系统 （1 1）定义与特征）定义与特征 实时操作系统主要用于过程控制、事务处理等有实时要实时操作系统主要用于过程控制、事务处理等有实时要求的领域，其主要特征是求的领域，其主要特征是实时性实时性和和可靠性可靠性。1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型3 实时系统实时系统（2 2）类型）类型第一类：实时过程控制第一类：实时过程控制 工业控制，军事控制，工业控制，军事控制，.第二类：实时通信（信息）处理第二类：实时通信（信息）处理 电讯（自动交换），银行，飞机订票，股市行情、网购电讯（自动交换），银行，飞机订票，股市行情、网购1.3 1.3 操作系统的基本类型
31、操作系统的基本类型（3）控制过程）控制过程 数据采集：收集、接收和录入系统工作必须的信息数据采集：收集、接收和录入系统工作必须的信息 加工处理：对进入系统的信息进行加工处理加工处理：对进入系统的信息进行加工处理 控制操作：根据加工的结果采取适当的措施和动作控制操作：根据加工的结果采取适当的措施和动作 反馈处理：监督执行机构的执行结果反馈处理：监督执行机构的执行结果1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型3.3.实时系统实时系统用于控制用于控制超高音速飞行器超高音速飞行器的计算机系统是一个什么样的系统的计算机系统是一个什么样的系统？请说出依据。请说出依据。作答正常使用主观题需2.0以
32、上版本雨课堂主观题4分（4）实时系统与分时系统特征的比较）实时系统与分时系统特征的比较 设计目标：分时系统为给多用户提供通用的交互型开发运行环设计目标：分时系统为给多用户提供通用的交互型开发运行环境，实时系统为特殊用途提供专用系统境，实时系统为特殊用途提供专用系统 交互性：分时系统交互性强，实时系统较弱交互性：分时系统交互性强，实时系统较弱 响应时间：分时系统以用户能够接受的响应时间为准，实时系响应时间：分时系统以用户能够接受的响应时间为准，实时系统与受控对象及应用场合有关统与受控对象及应用场合有关1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型4、通用操作系统、通用操作系统（1）特征）特
33、征 兼有兼有批处理批处理、分时分时或或实时实时处理的全部或两种功能处理的全部或两种功能1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型Window 10是（）操作系统。多用户分时批处理批处理系统单用户多任务单用单任务ABCD提交单选题2分5.微机操作系统微机操作系统（1）开放性：支持不同系统互联、分布式处理多）开放性：支持不同系统互联、分布式处理多CPU系统系统（2）通用性：支持应用程序的独立性和在不同平台上的可）通用性：支持应用程序的独立性和在不同平台上的可移植性移植性1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型5.微机操作系统微机操作系统（3）高性能：支持虚拟存储器、多线程、对
34、称处理器）高性能：支持虚拟存储器、多线程、对称处理器（4）采用）采用微内核结构微内核结构：提供基本支持功能的内核很小，：提供基本支持功能的内核很小，大部分功能由内核之外的服务程序完成大部分功能由内核之外的服务程序完成1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型 6、网络操作系统、网络操作系统（1）功能）功能 能够控制计算机在网络中方便地传送信息和共享资源，能够控制计算机在网络中方便地传送信息和共享资源，并能为网络用户提供各种所需的服务。并能为网络用户提供各种所需的服务。1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型 6、网络操作系统、网络操作系统（1）功能）功能网络通信：在源计算
35、机和目标计算机之间实现无差错网络通信：在源计算机和目标计算机之间实现无差错的数据传送的数据传送资源管理：对网络中的硬、软件资源实施管理资源管理：对网络中的硬、软件资源实施管理1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型 6、网络操作系统、网络操作系统（1）功能）功能 网络管理：安全控制、性能监测、维护功能网络管理：安全控制、性能监测、维护功能 网络服务：如网络服务：如e-mail、文件传输、信息远程共享、文件传输、信息远程共享、即时通信、社交媒体等即时通信、社交媒体等1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型（2）特征）特征 网络是一个互连的计算机系统群体网络是一个互连的计算
36、机系统群体 其中的其中的计算机是自治的计算机是自治的，每台计算机均有自己的操作系统，每台计算机均有自己的操作系统，各自独立工作，在网络协议控制下协同工作各自独立工作，在网络协议控制下协同工作 系统互连要通过通信设施实现系统互连要通过通信设施实现 系统通过通信设施执行信息交换、资源共享、互操作和协作系统通过通信设施执行信息交换、资源共享、互操作和协作处理，实现多种应用要求处理，实现多种应用要求1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型7.分布式操作系统分布式操作系统（1）定义）定义 通过网络将分布的、具有自治功能的计算机系统互连起通过网络将分布的、具有自治功能的计算机系统互连起来，实现
37、信息交换和共享，协作完成任务。来，实现信息交换和共享，协作完成任务。1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型7.分布式操作系统分布式操作系统（2）特征）特征 以以计算机网络计算机网络为为基础基础的，它的基本特征是的，它的基本特征是处理上的分布处理上的分布，即功，即功能和任务的分布。能和任务的分布。所有系统任务所有系统任务可在系统中可在系统中任何处理机任何处理机上运行，自动实现全系统上运行，自动实现全系统范围内的范围内的任务分配任务分配并并自动调度自动调度各处理机的工作负载。各处理机的工作负载。1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型（3 3）分布式操作系统与网络操作系统
38、的区别）分布式操作系统与网络操作系统的区别1）耦合程度）耦合程度 分布式系统是紧密耦合系统：分布式分布式系统是紧密耦合系统：分布式OS是在各机上统一建立是在各机上统一建立的的OS同质同质，直接管理，直接管理CPU、存储器和外设；统一进行全、存储器和外设；统一进行全系统的管理；系统的管理；网络操作系统通常容许网络操作系统通常容许异种异种OS互连互连，各机上各种服务程序需，各机上各种服务程序需按按相相同网络协议同网络协议协议同质协议同质。7 7 分布式操作系统分布式操作系统1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型Android和IOS手机之间、Linux和windows主机之间可以无障
39、碍通信。请说说原因。作答主观题10分2)并行性并行性 分布式分布式OS可以将一个进程分散在各机上并行执行可以将一个进程分散在各机上并行执行进程迁移进程迁移；网络则网络则各机上的进程独立各机上的进程独立。（3 3）分布式操作系统与网络操作系统的区别）分布式操作系统与网络操作系统的区别7 7 分布式操作系统分布式操作系统1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型3)透明性：透明性：用户是否知道或指定资源在哪个机器上（如用户是否知道或指定资源在哪个机器上（如CPU、内存、内存或外设），是两者之间最主要区别。或外设），是两者之间最主要区别。分布式系统的网络资源调度分布式系统的网络资源调度对用
40、户透明对用户透明，用户不了解所占有，用户不了解所占有资源的位置；资源的位置；网络操作系统中对网络资源的使用要网络操作系统中对网络资源的使用要由用户明确指定由用户明确指定；（3 3）分布式操作系统与网络操作系统的区别）分布式操作系统与网络操作系统的区别7.7.分布式操作系统分布式操作系统1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型分布式系统与网络系统的主要区别是（）并行性透明性共享性复杂性ABCD提交单选题2分网络操作系统与分布式操作系统的区别有哪些？作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分8 嵌入式操作系统嵌入式操作系统（1）应用范围：计算机嵌入式应用）应用范围：计算机嵌入
41、式应用（2）特征）特征 嵌入式（计算机）硬件不再以物理上独立的装置或设备出现，而嵌入式（计算机）硬件不再以物理上独立的装置或设备出现，而是部分或全部隐藏和嵌入到应用系统中是部分或全部隐藏和嵌入到应用系统中 嵌入式操作系统：运行在嵌入式（计算机）环境中、对整个系统嵌入式操作系统：运行在嵌入式（计算机）环境中、对整个系统及所有操作的各种部件、装置等资源进行统一协调、处理、智慧及所有操作的各种部件、装置等资源进行统一协调、处理、智慧和控制的系统软件。和控制的系统软件。1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型8 嵌入式操作系统嵌入式操作系统（3）特点）特点 微型化：内存少（微型化：内存少（
42、1M以内）、无外存、微处理器字长短（以内）、无外存、微处理器字长短（8b、16b）、运行速度有限、能提供的能源少、外设千变万化）、运行速度有限、能提供的能源少、外设千变万化 可定制：能运行在不同微处理器平台上，能针对硬件变化进可定制：能运行在不同微处理器平台上，能针对硬件变化进行结构与功能上的配置行结构与功能上的配置 实时性：硬实时、软实时、非实时实时性：硬实时、软实时、非实时1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型8 嵌入式操作系统嵌入式操作系统（3）特点）特点 可靠性：可靠、容错、防故障可靠性：可靠、容错、防故障 易移植性：硬件抽象层易移植性：硬件抽象层 提供与平台无关的特性，
43、向操作系统提供与平台无关的特性，向操作系统上层提供统一接口；板级支撑包上层提供统一接口；板级支撑包BSP保证嵌入式操作系统可保证嵌入式操作系统可在新推出的微处理器硬件平台上运行在新推出的微处理器硬件平台上运行 开发环境：通常提供代码编辑器、编译器和链接器、程序调开发环境：通常提供代码编辑器、编译器和链接器、程序调试器、系统配置器和系统仿真器试器、系统配置器和系统仿真器主要应用在主要应用在物联网物联网、工业互联网、工业互联网、5G自动驾驶自动驾驶、无人飞机无人飞机等领等领域。域。1.3 1.3 操作系统的基本类型操作系统的基本类型1.4 1.4 操作系统的功能（重点）操作系统的功能（重点）1.处
44、理机管理处理机管理完成完成处理机资源的分配、调度和回收处理机资源的分配、调度和回收等功能。处理机等功能。处理机调度的单位可为调度的单位可为进程进程或或线程线程。由于处理机调度策略不同，出现不同类型的操作系统，由于处理机调度策略不同，出现不同类型的操作系统，如批处理系统、分时系统、实时系统。如批处理系统、分时系统、实时系统。在你的系统中运行10个以上程序时，CPU如何执行这些程序的？作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题4分2 存储（内存）管理存储（内存）管理 （1）存储器分配与回收）存储器分配与回收 （2）地址映射（变换）：逻辑地址到内存物理地址映射）地址映射（变换）：逻辑地址到内存物
45、理地址映射 （3）存储保护：保证进程间互不干扰、相互保密）存储保护：保证进程间互不干扰、相互保密 （4）内存扩充（覆盖、交换和虚拟存储）：提高内存利用率、扩）内存扩充（覆盖、交换和虚拟存储）：提高内存利用率、扩大进程的内存空间。大进程的内存空间。1.4 1.4 操作系统的功能（重点）操作系统的功能（重点）在C+编程中，下列语句错在哪里？原因是什么？int*p;p=1000;*p=50;作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分当你双击visual studio 2018程序运行时，请问操作系统如何为程序分配内存的？如果该程序为2GB，请问操作系统需要为其分配2GB吗？为什么？作答正常
46、使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分3、设备管理设备管理（1）设备操作：利用设备驱动程序完成对设备的操作）设备操作：利用设备驱动程序完成对设备的操作（2）设备独立性：提供统一的）设备独立性：提供统一的I/O设备接口，使应用程序独立于物理设备；设备接口，使应用程序独立于物理设备；在同样的接口和操作下完成不同的内容；在同样的接口和操作下完成不同的内容；（3）设备分配与回收：在多用户间共享）设备分配与回收：在多用户间共享I/O设备资源设备资源;（4）缓冲区管理：匹配）缓冲区管理：匹配CPU和外设的速度，提高两者的利用率。主机与和外设的速度，提高两者的利用率。主机与外设并行。外设并行。1.4
47、1.4 操作系统的功能（重点）操作系统的功能（重点）打印机如何处理多个打印任务的？打印机是独占设备，在同一个时间段只允许打印一个文档。作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题4分4.信息（文件或外存）管理信息（文件或外存）管理主要解决软件资源的主要解决软件资源的存储、共享、保密和保护存储、共享、保密和保护文件存储空间管理：解决如何存放信息，以提高空间利文件存储空间管理：解决如何存放信息，以提高空间利用率和读写性能；用率和读写性能；目录管理：解决信息检索问题；目录管理：解决信息检索问题；文件的读写管理和存取控制：解决信息安全问题。文件的读写管理和存取控制：解决信息安全问题。1.4 1.4
48、操作系统的功能（重点）操作系统的功能（重点）文件系统编程题。用C语言或者C+完成文件的拷贝。作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题2分5.用户接口用户接口提供一个友好的用户访问操作系统的接口。操作系统向上提供两种提供一个友好的用户访问操作系统的接口。操作系统向上提供两种接口接口:（1）系统命令：）系统命令：供用户用于组织和控制自己的作业运行。命令行、供用户用于组织和控制自己的作业运行。命令行、菜单式菜单式；（2）编程接口）编程接口：供用户程序和系统程序调用操作系统功能。系统：供用户程序和系统程序调用操作系统功能。系统调用和高级语言库函数调用和高级语言库函数 1.4 1.4 操作系统的功
49、能（重点）操作系统的功能（重点）1.5 1.5 操作系统的特征操作系统的特征1.并发并发(concurrency)2.共享共享(sharing)3.虚拟虚拟(virtual)4.异步性异步性(asynchronism)其中其中前面两个是基本特征前面两个是基本特征1.并发并发(concurrency)（1）定义：指在）定义：指在计算机系统内同时存在有多个程序，宏观计算机系统内同时存在有多个程序，宏观上，这些程序是同时向前推进的，在微观上是串行执行的上，这些程序是同时向前推进的，在微观上是串行执行的。即在多道程序处理时，宏观上并发，微观上交替执行（在即在多道程序处理时，宏观上并发，微观上交替执行（
50、在单处理器情况下）。单处理器情况下）。1.5 1.5 操作系统的特征操作系统的特征1、并发、并发(concurrency)（2）并发与并行区别）并发与并行区别 并发：指多个事件在同一时间段内发生。并发：指多个事件在同一时间段内发生。并行并行(parallel):是指在同一时刻发生。是指在同一时刻发生。1.5 1.5 操作系统的特征操作系统的特征在下面关于并发性的叙述中正确的是（在下面关于并发性的叙述中正确的是（）并发性是指若干事件在同一时刻发生并发性是指若干事件在不同时刻发生并发性是指若干事件在同一时间间隔内发生并发性是指若干事件在不同时间间隔内发生ABCD提交单选题2分2、共享、共享 （1）
