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1、计算机操作系统,操作系统（Operating System ）概念,一、系统资源：硬件+软件 系统资源：让计算机工作所需要的所有东西。,系统资源,硬件资源：,软件资源,CPU，内存，I/O 设备,系统软件：,应用软件：,OS和其他系统管理软件,word, 电子表格，浏览器等。,结论1：,OS是系统软件。,OS的位置,对内：所有硬件都包含在其内部，OS把所 有硬件管理起来，对硬件进行全面控制， 全面管理。,对外：所有软件的运行都建立在OS之上的。,结论2：OS管理计算机系统资源，方便用户,三、OS的定义,OS 是计算机系统中的一种系统软件，它用于管理计算机系统的软、硬件资源，控制程序的运行，并为
2、用户使用计算机提供方便的接口。,OS的角色：,管理员,指挥员,接待员,四、OS的目的：, 提高系统资源的利用率：使计算机系统资源更好、更充分地被用户利用。, 高效：提高系统的效率, 方便用户：使用户更方便地使用计算机。, 可扩展：系统功能和结构的扩展不影响原有功能的使用。, 开放：不同的计算机及设备能集成起来并有效、正确地被使用，实现应用程序的可移植性和互操作性。,早期手工阶段 4650年代初 （无操作系统）,操作系统的演变,单道批处理 58年前后,多道程序系统 65年前后,分时OS 66年前后,实时OS 68年前后,单用户OS，网络OS 70年代,分布式OS（多机OS）、嵌入式OS、智能OS
3、 90年代,早期批处理,引入：为解决人-机速度不匹配,实现：通过应用一种称为监控器的软件，使用户不必直接接触机器，而是先通过卡片机和纸带机向计算机控制器提交作业，由监控器将作业组织在一起构成一批作业，然后将整批作业放入由监控器管理的输入设备上，每当一个作业执行完毕返回监控器时，监控器自动装入下一个作业。,单：任何时刻机器中处理的作业只有一道。 批：磁带上总是有一批作业等待处理。,特点： 多道：计算机内存中同时放几道互相独立的程序。 宏观上并行：同时进入系统中的几道程序 都处于运行状态，即：都开始运行且没运行完成。 微观上串行：各到程序轮流使用CPU。,实质是“宏观上并行，微观上串行。”,吞吐量
4、：在单位时间内计算机系统完成的作业的道数。,多道程序设计：将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。,多道批处理：采用多道程序设计技术实现的批处理系统。,多道程序系统的出现标志着在操作系统渐趋成熟的阶段先后出现了作业调度管理、处理机管理、存储器管理、外部设备管理、文件系统管理，用户接口等功能,分时操作系统,引入：批处理系统采用人脱机的方式工作，但有时不方便，不能满足所有的需要。 实现：一台主机外接多个终端，每个用户占一台终端（CRT+键盘，是一种只有I/O而没有CPU的设备），CPU采用把时间分片的方流为每个终端用户服务（即时间片轮转的方法）
5、，保证每个用户的响应时间。,时间片：CPU的时间段，时间片的大小由操作系统决定，可以是固定时间片（每个时间段长度一般为0.2s），也可以是可变时间片。 时间片一定，用户数与响应时间成反比。,分时技术：把处理机的运行时间分成很小的时间片，按时间片轮流把处理机分给各联机作业使用，若某个作业在给定的时间片内不能完成，该作业暂时中断，处理机让给其它作业，等下一轮时间继续运行。,实时操作系统,引入：60年代中期，计算机发展进入第三代，使机器性能得到了显著的提高，应用范围迅速扩大，从传统的科学计算扩展到商业数据处理以及各行各业，如工厂的生产控制、医疗诊断、教学以及飞机订票等，尤其是它应用于高科技，如：控制
6、导弹发射，需要根据目标及时调整方向，各种参数需要随时改变，这时分时和批处理都解决不了，就引入实时系统。即：为满足自控等方面的需求而引入实时系统，主要解决那些需要在规定时间内处理完的问题。,发展：在嵌入式计算方面得到发展，特别是移动计算等非PC机、PDA和手机等。,通用操作系统,引入：批处理系统的不断发展，分时系统的不断改进，实时系统的出现及应用范围的日益广泛，致使操作系统日益完善，出现了通用操作系统。,通用操作系统：同时兼有多道批处理，分时，实时三种系统的功能或具有其中两种系统的功能。,操作系统的进一步发展,PC机操作系统： 网络操作系统 分布式操作系统 智能化操作系统 嵌入式操作系统,操作系
7、统的基本类型,按用户个数 单用户 多用户,按任务数分 单任务 多任务,按CPU个数 单CPU 多CPU,按使用环境及对作业的处理方式 批处理操作系统 分时操作系统 实时操作系统 个人计算机操作系统 网络操作系统 分布式操作系统,16,解：进程 最大 占有 尚需 可用 1 70 45 25 25 2 60 40 20 3 60 15 45 4 60 25 35 安全序列为：1、2、3、4 所以系统是安全的，可以进行分配。,地址变换,为实现从逻辑地址到物理地址的转换，在系统中设置了段表寄存器，用于存放段表始址和段表长度。 为了提高内存的访问速度，也可以使用快表。,定义： OS中与文件管理有关的那部
8、分软件、被管理的文件以及实施管理所需的一些数据结构（包括各级目录、索引表等）的总体。,从系统的角度讲：,文件系统是对文件的存贮空间进行组织、分配、回收、负责文件的存储，并对存入文件实施保护、检索的系统。它负责为用户建立文件、存入、读写、修改、转储、控制文件的存取、撤消文件。,三、文件系统,文件系统主要实现按名存取。用户只有知道文件名即可 存取文件中的信息。而无需知道文件究竟存放在什么地 方。,从用户角度看：,按名存取：,用户只要知道文件名，无需知道文件的物理位置和结构、文件物理位置的变化，并不影响文件的存取。,文件系统的功能,统一性：,对文件操作有很多：随机访问、顺序访问、建立删除、读写等。文
9、件系统向用户提供了统一的界面来完成各种不同的操作。,文件的共享与保护：,用户希望自己存放在文件系统中的文件能安全可按照用户的愿望实现共享，因些文件系统提供各种可靠的安全保护设施以防止未授权的用户对文件进行非法操作，并防止该操作造成的信息破坏。,有效地分配文件存贮器的存储空间,文件系统的任务,提供文件的逻辑结构，物理结构和存取方法,实现文件的逻辑结构转变成物理结构,实现文件的共享，提供各种存取控制机制,提供文件的各种操作界面。,21,选择题,1.文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名 。 A应该相同 B应该不同 C可以相同也可以不同 D受系统约束 C 2.文件的逻辑组织将文件分
10、为记录式和（B ）文件。 A）索引文件 B）流式文件 C）字符文件 D）读写文件 B,22,3. 系统采用二级目录结构，目的是（）。 A）缩短访问文件的时间 B）实现共享 C）节省内存 D）解决文件重名问题 D 5.文件系统中，要求物理块必须连续的物理文件是（）。 A）索引文件 B）顺序文件 C）链接文件 D）串连文件 B,23,选择题,1. 在文件系统中,文件的逻辑结构可分为两类,它们是 。 A. 流式文件和记录式文件 B. 字符文件和二进制文件 C. 程序文件和数据文件 D. 内存文件和外存文件 A,24,2.操作系统实现文件管理,允许用户对记录式文件进行存取的最小单位是 。 文件 B.
11、记录 C. 数据项 D. 字符串 B c.从用户角度看,引入文件系统的主要目的是 。 A. 实现虚拟存储 B. 保存系统开销 C. 保存用户和系统开销 D. 实现对文件的按名存取 D,25,4. 从用户角度出发考虑文件的组织形式称为文件的 。 逻辑结构 B. 物理结构 C. 存取方式 D. 文件的保护级别 A 5. 文件系统中文件被按照名字存取是为了 。 方便操作系统对信息的管理 方便用户的使用 C. 确定文件的存取权限 D. 加强对文件内容的保密 B,26,6.文件的物理组织形式是与下列哪一项因素有关? A. 文件长度 B. 记录的个数 C. 文件目录结构 D. 用户对文件的存取方式 D,磁
12、盘调度,1、磁盘结构,磁臂,磁头,1、磁盘访问时间=寻道时间+旋转延迟时间+数据传输时间,2.磁盘调度算法,（1）FCFS（先到先服务）,（2）SSFT（最短寻道时间优先）,（3）SCAN（扫描算法）,（4）CSCAN（循环扫描算法）,磁头当前位置为100道，磁盘访问序列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40，采用FCFS的寻道次数,先到先服务：,100,23,376,205,132,19,61,190,398,29,4,18,40,67,+,353,+,171,+,73,+,113,+,42,+,129,+,208,+,369,+,25,+,14,+
13、,22,=,1586,磁头当前位置为100道，磁头向着磁盘内侧移动，磁盘访问序列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40，采用SCAN的寻道次数,SCAN：,100,61,40,29,23,19,18,4,132,190,205,376,398,39,+,21,+,11,+,6,+,4,+,1,+,14,+,128,+,58,+,15,+,171,+,22,=,490,磁头当前位置为100道，磁盘访问序列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40，采用SSFT的寻道次数,SSFT：,100,132,190,205,6
14、1,40,29,23,19,18,4,376,398,32,+,58,+,15,+,144,+,21,+,11,+,6,+,4,+,1,+,14,+,372,+,22,=,713,磁头当前位置为100道，磁头向着磁盘内侧移动，磁盘访问序列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40，采用CSCAN的寻道次数,CSCAN：,100,61,40,29,23,19,18,4,398,376,205,190,132,39,+,21,+,11,+,6,+,4,+,1,+,14,+,394,+,22,+,171,+,15,+,58,=,746,33,简答题,1. 若干个
15、等待访问磁盘者依次要访问的柱面为20，44，40，4，80，12，76，假设每移动一个柱面需要3毫秒时间，移动臂当前位于40号柱面，请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻找时间。 （1）先来先服务算法； 3毫秒292=876毫秒 （2）最短寻找时间优先算法 3毫秒120=360毫秒,34,1.若干个等待访问磁盘者依次要访问的磁道为20，44，40，4，80，12，76，假设每移动一个磁道需要3毫秒时间，移动臂当前位于40号柱面，请按下列算法分别写出访问序列并计算为完成上述各次访问总共花费的寻道时间。 （1）先来先服务算法； （2）最短寻道时间优先算法。 （3）扫描算法（当前磁头移动的方向为磁道递增 （1）磁道访问顺序为：20，44，40，4，80，12，76 寻道时间=（20+24+4+36+76+68+64）*3=292*3=876 （2）磁道访问顺序为：40，44，20，12，4，76，80 寻道时间=（0+4+24+8+8+72+4）*3=120*3=360 （3）磁道访问顺序为：40，44，76，80，20，12，4 寻道时间=（0+4+32+4+60+8+8）*3=116*3=348,35,祝大家考试顺利！,此资料为湖南省信用社考试培训计算机专业资料 需详细资料请添加微信：kongsk
