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操作系统(2)操作系统概述

ops 2025/7/2 6:17:38

1.操作系统的目标和功能

定义：操作系统可以定义为控制用户程序执行，充当用户程序和计算机硬件之间的接口

主要功能：①进程管理 ②内存管理 ③设备管理 ④文件管理

操作系统的目标：①方便：使计算机易于使用 ②有效：提高计算机系统的资源利用率 ③扩展能力：可扩展、兼容、移植新的功能

方便主要能够体现在，OS为用户提供了以下服务

①程序运行：分配内存和空间，调度CPU等

②I/O设备访问：隐藏设备细节，提供统一的API接口

③文件访问控制：按名透明存取，共享/保护文件

④系统访问：共享/保护资源，处理资源竞争时的冲突

⑤错误检测和响应：响应软/硬件错误，终止/重试/报告

⑥记账：收集和监控性能参数、资源利用率等

同时，OS能够提高软硬件资源的利用率，OS控制和决定：各程序的执行时机，能在CPU上运行多长时间，分配多大内存，何时使用I/O设备，对文件的访问等等

1.操作系统在计算机系统中位于 _(C)_之间。

A. CPU 和用户 B. CPU 和设备

C. 硬件和用户 D. 硬件和软件

2. 计算机开机后， OS 被加载到 (D)。
A. BIOS B. ROM C. EPROM D. RAM

(RAM是内存，如果是软件，都需要被加载到内存中运行)

3 、 OS 不应该管理下列哪种资源？(D) 。

A. CPU B. 内存 C. 外存 D. 源程序

4.操作环境不是操作系统(√)

操作系统分为操作环境和操作内核,属于概念混淆

2.简单批处理系统

2.1 简单批处理系统

监控程序(Monitor):为了减少手工操作而导致的CPU空闲，实现程序的自动衔接运行。监控程序使磁带上的一批作业自动、顺序地逐个运行。内存中只有一个作业，故称“单道批处理”。

在批处理系统中,作业的组成是：用户程序，数据，作业说明书

批处理系统的工作方式：脱机输入输出

2.2 多道批处理系统

多道程序设计:由于中断、磁盘、DMA等的引入，使得内存中可以同时存在多个作业，并发执行

并发：多个事件在同一时间间隔内发生

并行：多个事件在同一时刻发生

当正执行的作业需要I/O时，可以让出CPU给内存中的其它作业去运行，以提高资源利用率

多道批处理OS:减少了因CPU与I/O设备串行工作导致的CPU空闲。CPU与I/O设备并行工作，资源利用率高，吞吐率高

周转时间长，用户交互性差：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

2.3 分时系统

分时OS:把CPU时间分割为时间片，每个用户依次轮流使用时间片

一个例子是多个用户通过终端与主机交互，他们的作业按照时间片轮转运行，作业的响应时间短

分时是为了满足用户交互和及时响应的需求

	批处理OS	分时OS
主要目标	提高资源利用率	减小响应时间
OS指令源	作业控制语言，作业中的命令	终端输入的命令

另外,对于实时控制系统和实时信息处理系统，需要专用的实时操作系统

这种操作系统需要严格的时间限制和及时响应

高可靠性：如采用冗余的硬件/软件

兼有几种OS特征的通用OS中的前台和后台处理：前台（实时/分时），后台（批处理）

OS 的主要性能指标有 吞吐率 和 资源利用率

如果一个 OS 具有很强的交互性，可同时供多个用户使 用，但时间响应不太及时，则属于 分时操作系统 ；

如果 OS 可靠，时间响应很及时但仅有简单的交互能力， 则属于 实时操作系统 ；

如果 OS 在用户提交作业后，不提供交互能力，它所追 求的是计算机资源的高利用率，大吞吐率和作业流程的

自动化，则属于 批处理操作系统 。