【13180】 计算机操作系统第一章操作系统概论——第一节操作系统概念

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第一章 操作系统概论

第一节操作系统概念

一、计算机系统

计算机系统是一种可以按照用户要求接收和存储信息，自动进行数据处理并输出结构信息的系统。广义计算机系统包括：

1. 机械式系统
2. 电子式系统
   • 模拟式（接收模拟信号）
   • 数字式

计算机系统由软件系统 和硬件系统组成 ，软件系统 是保证计算机系统按照用户指定的要求协调工作（灵魂），由程序和数据组成。软件系统又分为：

• 应用软件（图像处理、文件处理等）
• 支撑软件（数据库、网络、多媒体等）
• 系统软件（操作系统、编译程序等）

硬件系统 是计算机系统赖以工作的实体，包括：

• 中央处理器（CPU=运算器+控制器）
• 内存储器（主存）
• 外存储器（磁盘、磁带等）
• 输入输出设备（鼠标、键盘、显示器、打印机等）

计算机系统资源包括：软件资源和硬件资源

二、操作系统的定义

操作系统是一种系统软件 ，它是程序模块的集合 ，能有效的组织和管理计算机系统中的硬件资源和软件资源 ，合理的组织工作流程，控制程序执行 ，并向用户提供服务，使用户能够灵活、方便有效的使用计算机，并使整个计算机系统能高效的运行。

三、操作系统的特征

1. 并发性 ：指在计算机系统中同时存在若干个运行着的程序。
   • 并行性：指两个或多个事件在同一时刻发生，微观意义的概念，在物理上同时发生。
   • 并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生，宏观概念。
2. 共享性：指操作系统程序与多个用户程序共用系统中的各种资源。资源共享形式有：互斥共享、同时共享
3. 虚拟性 ：虚拟性是一种管理技术，该技术把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物。
4. 异步性

四、研究操作系统的观点

1. 软件的观点

   从软件的观点来看，操作系统是一种大型软件系统，多种功能程序的集合。作为一种大型软件系统，操作系统由软件的 内在特性 和 外在特性。

2. 资源管理的观点

   在计算机系统中的硬件和软件资源可分为：中央处理器（CPU)、存储器（内存和外存）、外部设备、信息（文件）

3. 进程的观点

   进程的观点则把 操作系统看作由多个可以同时独立运行的程序和一个对程序进行协调的核心组成。

4. 虚机器的观点

   虚机器的观点是从系统功能分解的角度出发，考虑操作系统的结构。

5. 服务提供者的观点

   从用户的角度，站在操作系统之外观察操作系统，则可以认为该服务提供者为用户提供了一组功能更强大、方便、易用的广义指令（称为系统调用）。

五、操作系统的功能

1. 进程管理（处理器管理）

   • 进程控制：创建式资源分配，进程退出资源回收，控制进程状态。
   • 进程同步：多个进程并发执行，用同步或者互斥的方式实现同步机制。
   • 进程间通信：相互协作的进程之间交换数据和消息。
   • 调度（处理器调度）：包括线程调度、进程调度和作业调度。

2. 存储管理

   管理计算机内存的资源，内存分配、内存保护、内存扩充、地址映射。

3. 文件管理

   在计算机系统中的信息资源是以文件的形式储存在外存储器上的需要时装入内存，有以下作用：

   • 文件存储空间管理
   • 目录管理
   • 文件系统管理

4. 设备管理

   • 缓冲管理
   • 设备分配
   • 设备处理

5. 用户接口

   • 命令接口
   • 程序接口
   • 程序接口