操作系统目的与要求主要内容1.操作系统概念1.0操作系统概述操作系统与硬件、应用软件的关系1.1操作系统的形成与发展手工操作阶段(1)单个用户独占计算机的所有资源，造成资源得不到充分利用；(2)用户直接使用计算机硬件资源，因此，要求用户熟悉计算机各部分的细节，导致使用很不方便，容易出错；(3)进行手工联机操作，人工干预多，辅助时间长。早期批处理阶段1.2操作系统的功能操作系统的功能——处理机管理操作系统的功能——存储器管理操作系统的功能——设备管理操作系统的功能——文件管理操作系统的功能——作业管理(用户接口)1.3操作系统的特征1.4操作系统的分类1.5操作系统的分类批处理操作系统分时操作系统特点：(1)多路性。多个用户同时(宏观)使用一台计算机。(2)独立性。各终端独立工作，互不干扰。(3)及时性。用户可在短时内得到计算机响应。(4)交互性。用户可向系统提出要求，便于程序的检查和调试。第一个分时操作系统就是UNIX操作系统。实时操作系统其他(略)第二部分操作系统2处理机管理2.1进程的概念2.1.1程序的顺序执行与并发执行2.1.1程序的顺序执行与并发执行2.1.1程序的顺序执行与并发执行2.1.2进程的概念2.1.2进程的概念2.1.2进程的概念2.1.2进程的概念2.1.2进程的概念2.1.2进程的概念2.1.3进程控制块2.1.3进程控制块2.1.3进程控制块——UNIX的PCB2.1.4进程状态及其转换2.1.4进程状态及其转换2.1.4进程状态及其转换2.1.4进程状态及其转换2处理机管理2.2进程控制2.2进程控制2处理机管理2.3进程调度算法2.3进程调度算法2.3进程调度算法目的：尽可能提高资源的利用率，减少CPU空闲时间，解决以何种次序对各就绪进程进行处理机分配的问题指标：周转时间TT或平均周转时间ATT响应时间RT先来先服务(FCFS)调度算法最短CPU运行期优先算法时间片轮转算法影响时间片设置的主要因素：系统的响应时间就绪进程的数量计算机的处理能力等一般情况，时间片长度可选择为q=R/NmaxR为系统规定的响应时间Nmax为就绪队列中所允许的最大进程数最高优先级算法多级队列反馈法2处理机管理2.4进程互斥与同步2.4进程互斥与同步2.4进程互斥与同步进程的同步（synchronization）多个并发进程在协作完成某项任务的过程中，相互间需传递某种信息，一个进程在没有获得合作进程提供的必要信息之前，不能超越某个执行点例如读键盘数据到缓冲区，再从缓冲区取数进行计算2.4进程互斥与同步同步机制——对临界资源的访问空闲让进临界区内无进程，可让申请进入临界区的进程进入忙则等待临界区内有进程，其余申请者必须等待有限等待进程进入临界区的要求必须在有限时间内得到满足让权等待等待进入临界区的进程必须释放占有的CPU资源信号量机制和P、V操作每执行一次P操作（将进程阻塞并进入信号量S的队列中等待），表示要申请分配一个资源每执行一次V操作（唤醒阻塞队列中的一个进程，使其转入就绪状态），表示释放一个资源用P、V操作可以实现进程间的互斥用P、V操作可以实现进程间的同步2处理机管理2.5进程的通信2.5进程的通信——消息缓冲通信2.5进程的通信——管道通信2.5进程的通信——信箱通信2处理机管理2.6关于死锁的问题2.6关于死锁的问题2.6关于死锁的问题2.6关于死锁的问题2.6关于死锁的问题第二部分操作系统4存储管理4.1存储管理的功能内存分配和回收内存空间的共享存储保护地址映射地址映射地址映射地址映射虚拟存储(内存空间的扩充)4存储管理4.2分区存储管理固定分区(FixedPartitions)固定分区(FixedPartitions)固定分区(FixedPartitions)可变分区(VariablePartitions)当作业申请分配大小为X(K)的存储空间时，系统在未分配分区表中查看内存是否有足够的空闲区域若空闲区比需要的大，则将其分为两部分，并修改两个分配表的信息一部分等于作业所需空间大小一部分则为空闲区当回收一个被作业释放的分区时，要将其与邻接的空闲区合并为一个大的空闲区优点：提高了存储空间的利用率缺点：也会产生一些不能利用的小空闲区(外零头)解决办法：拼接、紧缩分区存储管理的分配策略4存储管理4.3虚拟存储器管理虚拟存储器管理的具体实现4.3.1分页存储管理分页存储管理的具体内容(1)页面地址转换页面地址转换——存储分块表MBT页面地址转换——页表PT页面地址转换——作业表JT(1)页面地址转换(1)页面地址转换(2)缺页中断处理(3)页面淘汰算法4.3.2分段存储管理分页与分段管理方法比较4.3.3段页式存储管理段页式存储管理第二部