第一章操作系统引论计算机系统有硬件和软件两部分组成。操作系统（OS，OperatingSystem）是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。1.1操作系统的目标和作用1.1.1操作系统的目标1.效率（1）提高系统资源利用率。（2）提高系统的吞吐量2.方便性3.可扩充性（适应于不同的计算机体系结构）4.开放性1.1.2操作系统的作用1.OS作为应用程序和用户与计算机硬件系统之间的接口OS处于用户与计算机硬件系统之间用户可通过三种方式使用计算机：（1）命令方式（2）系统调用方式（3）图形、窗口方式2.OS作为计算机系统资源的管理者在一个计算机系统中，通常都会含有各种各样的引荐和软件资源。归纳起来可将资源分为四类：处理器、存储器、I/O设备广丽，负责I/O设备以及信息（数据和程序）。相应地，OS的主要功能也正是针对负责内存的分配与回收；I/O设备管理，负责I/O设备的分配和控制分配与操纵；文件管理，负责文件的存取、共享和保护。3.OS实现了针对计算机资源的抽象OS是一种虚拟机。1.2操作系统的发展过程1.2.1无操作的计算机系统1.人工操作方式人工操作方式严重降低了计算机资源的利用率，此即所谓的人机矛盾12.脱机输入/输出方式输入/输出（Off-LineI/O）技术是事先将装有用户程序和数据的纸带输入机，在一个外围机的控制下。把纸带上的数据输入到磁带上。1.2.2单道批次处理系统(SimpleBatchProcessingSystem9)1.单道批次处理系统的处理过程通常把一个批次作业以脱机的方式输入到磁带上，并在操作系统配上监督程序(Monitor)，在它的控制下是这批作业能一个接着一个地连续处理。其自动护理过程是：首先，由监督程序将磁带上的第一个作业装入内存，并把运行控制权交给该作业。当该作业处理完成时，又把控制权交给监督程序，再由监督程序把磁带（盘）上的地问个作业调入内存。单道批次操作系统是在解决人际矛盾以及CPU与I/O设备不匹配问题的过程中形成的。换言之，批次处理旨在提高系统资源的利用率和系统吞吐量，但这种单道次处理系统仍然不能很好地利用系统资源。单道批次处理系统的特征：自动性、顺序性、单道性（内存中仅有一道程序运行，即监督每次从磁带上只调入一道程序进入内存运行，当该程序完成或发生异常情况是，才换入其后继程序进入内存）。1.2.3多道批次处理系统(MultiprogrammedBatchProcessingSystem)1.多道程序设计的基本概念在该系统中，用户所提交的作业都是先存放在外存上配成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后背队列中选择若干的作业调入内存，是他们共享CPU和系统的各种资源。具体地说，在OS中引入多道程序设计科带来以下的好处（1）提高CPU的利用率（2）可提高内存和I/O设备利用率（3）增加系统吞吐量多道批次处理系统的优缺点：资源利用率高；系统吞吐量大（系统吞吐量是指系统在单位时间内所完成的总工作量。能提高系统吞吐量的主要原因可以归结为CPU和其他资源保持“忙碌”状态；仅当作业完成时或运行不下去时才进行切换，系统开销小）；平均周转时间长（作业的周转时间是指从作业进入系统开始，直至完成并退出系统为止所经历的时间）；无交互能力（用户一旦把作业提交给系统之后，直至作业完成，用户都不能与自己的作业进行交互，这是修改和调试程序是极为不方便的）多道批次处理系统需要解决的问题：处理机管理问题；内存管理问题；I/O设备管理问题；文件管理问题；作业管理问题操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户的程序集合。1.2.4分时系统1.分时系统的产生用户的需求具体表现在以下几个方面：人-机交互；共享主机；便于用户上机分时系统是指，在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。2.分时系统实现中的关键问题及时操作；及时处理；为了实现人机交互，必须彻底地改变原来批次处理系统的运行方式。首先，用户不能先进入磁盘。然后砸idi啊哦如内存，因为作业在磁盘上不能运行，当然用户也无法与机器交互，因此，作业应直接进入内存。其次，不允许一个作业长期占用处理机，直至它运行结束或出现I/O请求后，放才调度其他作业运行。为此应该对每个作业只能运行一个很短的时间（通常把这段时间称为时间片），然后便暂停该作业都执行一次，便可是每个用户都能及时与自己的作业交互，从而可使每个用户都能及时地与自己的作业交互，从而可是用户的请求得到及时响应。3.分时