操作系统简介

一:为什么要有操作系统

  计算机是由多个硬件设备组成的,我们无法把所有的硬件操作细节都了解清楚,因此我们需要操作系统来管理这些硬件并且加以优化使用。

二:操作系统

  用简单的话来说操作系统是一个协调,管理和控制计算机硬件资源和软件资源的控制程序。在操作系统的帮助下, 用户使用计算机时, 避免了对计算机系统硬件的直接操作. 对计算机系统而言, 操作系统是对所有系统资源进行管理的程序的集合; 对用户而言, 操作系统提供了对系统资源进行有效利用的简单抽象的方法。

  操作系统的位置如下图所示:

  操作系统的两部分功能

  1.为程序员提供调用硬件资源的模型

  2.向用户提供计算机任务的合理调度提高用户的工作效率。

  操作系统的发展

  第一代计算机(1940-1955):真空管和穿孔卡片

  特点没有操作系统的概念,所有的程序设计都是由纯粹的机器语言编写的

  优点程序员在申请时间段内独享整个资源,即时的调试自己的程序,发现bug可以即时处理

  缺点没有合理的时间利用

  第二代计算机(1955-1965):晶体管和批处理系统

  特点有了操作系统的概念,最早的操作系统是人力与计算机结合的系统,需要人参与

  优点批处理,节省时间

  缺点1.需要人参与控制,搬磁带 2.计算机过程仍然是顺序计算-》串行 3.影响开发效率,无法及时调试

  第三代计算机(1965-1980):集成电路芯片和多道程序设计

  第三代计算机的操作系统广泛应用了第二代计算机的操作系统没有的关键技术:多道技术(详见第三节)。

  第三代计算机广泛采用了必须的保护硬件之后,分时系统才开始流行

  第四代计算机(1980-至今):个人计算机

三:多道技术

  多道技术中的多道指的是多个程序,多道技术的实现是为了解决多个程序竞争或者说共享同一个资源(比如cpu)的有序调度问题,解决方式即多路复用,多路复用分为时间上的复用和空间上的复用。

  ①空间上的复用:将内存分为几个部分,每个部分放入一个程序,这样同一时间内存中就有多到程序。

  ②时间上的复用:当一个程序爱等待l/O时,另一个程序可以使用CPU,如果内存中可以存放足够多的作业,则CPU的利用率可以接近100%,类似于统筹方法。

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