第3章操作系统
第3章 操作系统
第3章操作系统 3.1操作系统的发展 3.2操作系统的结构 3.3现代操作系统处理的难题 3.4网络操作系统和分布式操作系统 RESTRI
第3章 操作系统 ◼ 3.1 操作系统的发展 ◼ 3.2 操作系统的结构 ◼ 3.3 现代操作系统处理的难题 ◼ 3.4 网络操作系统和分布式操作系统
操作系统的发展(1) 串行处理 所谓的编程全部采用机器语言实现,一个 程序要运行,要先制作穿孔卡片,从装配 到运行整个过程计算机处于被独占状态 n采用排队预约机时的方法调度 准备时间远远大于程序的真正运行的时间 RESTRI
操作系统的发展(1) ◼ 串行处理 ◼ 所谓的编程全部采用机器语言实现，一个 程序要运行，要先制作穿孔卡片，从装配 到运行整个过程计算机处于被独占状态 ◼ 采用排队预约机时的方法调度 ◼ 准备时间远远大于程序的真正运行的时间
操作系统的发展(2) 简单批处理 监控程序 儆带机 系统磁带 输入 输出 愚邳厢p, 打印机 1401 7094 1401 e (a)程序员将卡片拿到1401机处;(b)1401将批处理作业读到磁带上; (c)操作员将输入带送至7094处; 〈d)7094进行计算; e)操作员将输出带送至1401处; (f)1401打印输出。 种早期的批处理系统 RESTRI
操作系统的发展(2) ◼ 简单批处理 ◼ 监控程序
操作系统的发展(3) 多道批处理 相对于处理器来说,计算机的IO设备的速度太慢, 简单批处理系统的CPU利用率依然很低 硬件条件: 主存容量大幅提高 aIO设备DMA( Direct Memory Access)、通道可代替 CPU管理大量数据交换 中断驱动的O设备 计算机体系结构也由以中央处理器为中心的结构改变为 以主存为中心 s
操作系统的发展(3) ◼ 多道批处理 ◼ 相对于处理器来说，计算机的I/O设备的速度太慢 ， 简单批处理系统的CPU利用率依然很低 ◼ 硬件条件： ◼ 主存容量大幅提高 ◼ I/O设备DMA（Direct Memory Access）、通道可代替 CPU管理大量数据交换 ◼ 中断驱动的I/O设备 ◼ 计算机体系结构也由以中央处理器为中心的结构改变为 以主存为中心
操作系统的发展(4) 示例程序执行属性 JOB1 JOB JOB3 作业类型 大量计算 大量IO 大量IO 持续时间 s min 15 min 10 min 内存空间 50K 100K 80K 需要磁盘? 否 需要中断? 是 需要打印机? 否否否 否 是否是 RESTRI
操作系统的发展(4)
操作系统的发展(5) Program A Run Run Wall (a)单道程序设计 Wall Run Wall Program B Walt Run Wall Run Walt n Run Comhined Waft Walt b)两个程序的多道程序设计 Run Wall Run Wall Walt R Run RIngwalt ()三个程序的多道程序设计
操作系统的发展(5)
操作系统的发展(6) 单、多道程序设计中的资源利用结果对比 单道程序设计 多道程序设计 处理器使用率 2200 43% 存储器使用率 3090 67% 磁盘使用率 3390 6796 打印机使用率 33°o 67% 总的运行时间 30 min 15 min 系统吞吐率 6 jobs/hour 12 jobs/hour 平均响应时间 18m 10 min RESTRI
操作系统的发展(6)
操作系统的发展(7) ■分时系统 20世纪60年代,大多数的计算机非常庞大且昂贵, 人们希望能使多个用户通过多个终端同时交互使 用系统而开发了分时系统( Time Sharing System) 批处理和分时系统都使用了多道程序设计,但两 种系统的设计目标是不同的,多道批处理系统追 求最有效的使用处理器,而分时系统追求的是给 每个用户尽可能快的响应速度 在分时系统中,多个用户通过终端同时访问系统 由操作系统控制每个用户的程序以很短的时间片 为单位交替执行 RESTRI
操作系统的发展(7) ◼ 分时系统 ◼ 20世纪60年代，大多数的计算机非常庞大且昂贵， 人们希望能使多个用户通过多个终端同时交互使 用系统而开发了分时系统（Time Sharing System） ◼ 批处理和分时系统都使用了多道程序设计，但两 种系统的设计目标是不同的，多道批处理系统追 求最有效的使用处理器，而分时系统追求的是给 每个用户尽可能快的响应速度 ◼ 在分时系统中，多个用户通过终端同时访问系统， 由操作系统控制每个用户的程序以很短的时间片 为单位交替执行
操作系统的发展(8) ■实时系统 (Real Time Operating System, RTOS) 多道程序系统可能同时启动或多或少的程序,各 个程序也可能千差万别,因此在系统中的每一道 程序的运行过程实际是无法预测的 RTOS设计目标:对外部请求能在严格的时限内作 出响应,有高可靠性和完整性 硬实时任务( Hard Rea- time Task) 软实时任务( Soft rea- time Task) RESTRI
操作系统的发展(8) ◼ 实时系统 （Real Time Operating System，RTOS） ◼ 多道程序系统可能同时启动或多或少的程序，各 个程序也可能千差万别，因此在系统中的每一道 程序的运行过程实际是无法预测的 ◼ RTOS设计目标：对外部请求能在严格的时限内作 出响应，有高可靠性和完整性 ◼ 硬实时任务（Hard Real-time Task） ◼ 软实时任务（Soft Real-time Task）