OS複習 作業系統綜述1

2021-07-15 13:45:18 字數 2793 閱讀 3365

軟體:系統軟體(作業系統及應用程式)、應用軟體

硬體:處理機(cpu)、記憶體(條)、外部i/o裝置(顯示器、鍵盤、滑鼠、印表機、磁碟、磁帶、掃瞄器……)以及系統匯流排

#虛擬機器觀點:該觀點認為,作業系統是建立在計算機硬體平台上的虛擬機器,它為應用軟體提供了許多比計算機硬體功能更強或計算機硬體所沒有的功能。作業系統在虛擬機器中充當管理員和協調員的角色,管理計算機的軟硬體資源,並協調多工、多程序的執行。

#資源管理觀點:該觀點認為,作業系統是計算機系統中各類資源的管理者,他負責分配、**、以及控制系統中的各種軟硬體資源。並跟蹤資源的使用狀況、滿足資源請求、提高資源利用率,以及協調各程式和使用者資源的使用衝突。具體表現為:監控資源、分配/**資源、保護資源

#作業組織觀點:該觀點認為,作業系統是計算機系統工作流程的組織者,它負責協調在系統中執行的各個應用軟體的執行次序。用於巨型機和大型伺服器上,以批檔案方式提交作業,請求主機逐個執行。主機作業系統負責組織、協調各個作業的執行,報告執行結果或錯誤資訊。減少了人工干預,提高了系統的效率。這種工作方式有利於有效利用造價高且效能強大的主機資源。

作業系統是計算機系統中的乙個系統軟體管理和控制計算機系統中的硬體和軟體資源,合理地組織計算機的工作流程,以便有效利用資源為使用者提供乙個功能強、使用方便的工作環境,從而在計算機與使用者之間起到介面作用。

50年代中期(第乙個簡單批處理作業系統)-> 60年代中期(多道程式批處理系統) -> 70年代(分時系統、實時系統) -> 80年代(微機及網路作業系統) #

手工作業系統時期,沒有作業系統:早期的電子數字計算機是由成千上萬個電子管組成。操作和程式設計完全由手工進行,且程式設計只能用機器語言(二進位制**)程式設計師同時也是操作員在上機期間獨佔整台計算機及其他相關裝置,效率非常低。 #

早期作業系統,單道批處理系統:程式設計師首先將命令、程式和資料用組合語言或fortran語言寫在紙上,然後用穿孔機製成卡片,最後將這些卡片交給操作員。(批處理程式又稱為監控程式或者管理程式,管理應用程式的執行)

單道批處理系統評價

1.解決了作業間的自動轉接問題,減少了機器時間的浪費

2.不管作業大小,只要它一旦占用處理機開始執行,則它必須一直佔據處理機,直到執行完畢

3.資源利用率低

4.對短作業不公平,因為他們等待執行的時間可能遠遠超過他們實際執行的時間

5.互動性差。作業由批處理程式控制執行,使用者無法實時控制,如果執行中途出現故障,也只能停下來,重新執行 #

現代意義的作業系統:多道批處理系統:在單道批處理系統中,任意時刻只允許一道作業在記憶體中執行,資源利用率低。為了提高系統資源利用率和系統吞吐量,形成了多道批處理系統。多道是指:允許多個程序同時存在於主存中,按照某種原則分派處理機,逐個執行這些程式。批處理:使用者提交的作業首先存放在外存,並排成乙個佇列。然後,由作業排程程式按照一定的演算法從該佇列中一次選取乙個或若干個作業裝入記憶體執行。處理機自動切換:當某個程式占用處理機執行過程中遇到了輸入、輸出語句。可以啟動專門負責輸入/輸出的系統服務程式完成輸入/輸出操作,而處理機切換到另乙個程式繼續執行。(

輸入輸出操作與處理機批處理速度相比要慢得多

多道程式設計技術:為了提高系統吞吐量和資源利用率,允許多個程式同時駐留記憶體,使處理機在這些程式之間切換,在一段時間內,執行完多個程式的處理技術稱為多道程式設計技術(multiprogramming),現代作業系統大多都採用了多道程式設計技術。 

多道程式設計技術引發的問題:(1)處理機的分配與**【多個程序競爭處理機,如何分配?先來先服務?優先順序?】【乙個程序應用完處理機後怎麼**?強項**還是等待執行結束?】(2)記憶體的分配與保護【有限的記憶體空間能裝得下多少程式?會不會相互干擾?】【除了虛擬記憶體,有沒有其他方法可以提高記憶體利用率?比如說記憶體共享、、】(3)i/o裝置的共享與效率 (4)檔案的有效管理  (5)作業的組織

分時系統與實時系統多道批處理系統:提高了資源利用率和吞吐量。但是,批處理系統互動性很差。為了改進響應時間和效能,提供互動式操作環境,導致了分時系統的出現。

分時系統的實質是,在多道程式技術的基礎之上,為多個使用者配置乙個聯機終端。【

時間片技術

前台」和「

後台:記憶體:「前台區」和「後台區」,「前台區」存放按時間片「調入」和「調出」的作業流,「後台區」存放批處理作業。僅當前臺作業調入/調出,或前台無作業可執行時,方才執行「後台區」中的作業。提供互動式快速的服務,同時在處理機空閒時執行後台較大的批作業。

多道分時系統:允許在記憶體中同時存放多道作業,並把具備執行條件的所有作業排成乙個佇列,讓它們依次輪流地獲得乙個時間片來執行。與單道分時系統相比較,由於作業資料都在記憶體,不需要調入、調出開銷,所以多道分時系統具有較好的系統效能。現代分時系統都屬於多道分時系統。

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