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操作系统目标作用及发展过程

一、什么是操作系统
       操作系统是为了达到方便用户和提高资源利用率的目的而设计的,控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地组织计算机工作流程的程序的集合。


1、计算机系统组成

     硬件:系统本身和用户作业赖以活动的物质基础和工作系统。

           包括:CPU(运算器和控制器)、存储器、输入/输出设备
     软件:程序、数据
           包括:系统软件:OS、语言处理程序(MASM、编译程序)、连接装配程序、多种工具软件等。
            应用软件:为多种应用目的而编制的程序。

2、计算机工作流程
        I(input data)--->C(computer)--->O(output)
        例如:两个作业的运行
        运行方式一:两个作业顺序执行
        运行方式二:两个作业交替执行

3、设计目的:
      对内管理,合理组织计算机工作流程—提高资源利用率
      对外方便用户(通过命令方式,例如:DOS;系统调用)


二、操作系统在计算机系统中的位置、作用


      
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       所有系统应用程序及更上层的用户程序都在操作系统虚拟机上运行,它们受操作系统的统一管理和控制,通过操作系统使用各种系统资源来完成特定的任务。
       从结构上看:操作系统是系统应用程序,是用户程序与物理计算机之间的接口。


三   操作系统的形成


   1  人工操作阶段

        1.1操作方式 

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            缺点:输入、纸带、电传都可能出错

                      多个用户不能同时使用

        1.2特点:

               用户独占全机----资源利用率低

               机等人:CPU等待人工操作(装带、卸带时)

  

    2   脱机输入输出技术

           2.1.引入: 

                    为缓解人机矛盾,CPU速度与I/O设备速度不匹配的矛盾。

            2.2.脱机输入输出方式 

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          2.3脱机输入输出方式优点

                减少了CUP的空闲时间,缓解了人机矛盾。

                缓和了CUP和I/O设备速度不匹配的矛盾,进一步减少CPU空闲时间。 

 

  3  批处理技术(单道批处理技术)

          3.1批处理技术

                在磁带中有若干作业(一批作业),配有专门编制的监督程序,主机一启动,以监督程序自动完成作业的切换,使作业自动的一个接一个的处理。 

      优点:实现作业自动转接,克服了机等人。

      缺点:输入时,主机空闲;计算时,外围设备空闲——计算机使用效率仍然不高。 

    3.2单道批处理技术的特征

   l 自动性

   l 顺序性

   l 单道性


  4 多道批处理技术

    4.1.引入:

         提高资源利用率。

    4.2.思想:

         内存中同时存放几道相互独立的程序,一个I/O时,另一个用CPU,多道程序合理搭配交替运行,充分利用资源,提高效率。

    4.3.图例: 

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   4.4多道程序处理技术需解决的问题

处理机管理问题:CPU分配和回收

内存管理问题:内存分配、扩充和回收

I/O设备的管理问题

文件管理问题

作业管理问题



结论:

       操作系统是在不断改善计算机系统性能和提高资源利用率,方便用户的过程中诞生的。多道程序设计技术的出现,标志着操作系统的诞生。 




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