操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展手工操作階段管理程序階段多道程序設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的形成操作系統(tǒng)的發(fā)展的主要動力操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展2022/12/15操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展手工操作階段2022/12/141手工操作階段（1）開關(guān)置內(nèi)存地址，按’裝入地址’按鈕開關(guān)置程序始址，按’運(yùn)行’按鈕開關(guān)置機(jī)器指令，按’裝入數(shù)據(jù)’按鈕2022/12/15手工操作階段（1）開關(guān)置內(nèi)存地址，按’裝入地址’按鈕開關(guān)置程2裝入程序匯編程序手工操作階段（2）匯編程序目標(biāo)代碼計(jì)算機(jī)匯編語言程序目標(biāo)代碼運(yùn)行結(jié)果計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)2022/12/15裝入程序手工操作階段（2）匯編程序目標(biāo)代碼計(jì)算機(jī)匯編語言程3管理程序階段早期批處理系統(tǒng)（也稱執(zhí)行程序）用戶通過作業(yè)控制卡描述作業(yè)加工處理步驟操作員控制執(zhí)行程序從紙帶或卡片機(jī)成批輸入作業(yè)，輸入完成后，執(zhí)行程序依次自動執(zhí)行磁帶上的作業(yè)管理程序通道技術(shù)和中斷機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)自動控制和處理作業(yè)流、提供一套操作命令、提供設(shè)備驅(qū)動和I/O控制功能、提供庫程序和程序裝配功能、提供簡單的文件管理功能2022/12/15管理程序階段早期批處理系統(tǒng)（也稱執(zhí)行程序）2022/12/14多道程序設(shè)計(jì)單道算題工作78輸入機(jī)處理器磁帶機(jī)130150228280300378430450時間處理器利用率：52/(78+52+20)≈35%2022/12/15多道程序設(shè)計(jì)單道算題工作78輸入機(jī)處理器磁帶機(jī)13015025多道程序設(shè)計(jì)兩道算題并行工作處理器利用率：(52+42)/(78+52+20)≈63%78輸入機(jī)處理器磁帶機(jī)130150228280300378430450時間磁帶機(jī)打印機(jī)20621703202022/12/15多道程序設(shè)計(jì)兩道算題并行工作處理器利用率：(52+42)/(6多道程序設(shè)計(jì)甲、乙兩道程序獨(dú)占計(jì)算機(jī)單道運(yùn)行時均需1小時，其中占用CPU時間18分鐘，CPU利用率為30％按多道程序設(shè)計(jì)方法同時運(yùn)行，CPU利用率達(dá)50％，由于要提供36分鐘的CPU時間，大約要運(yùn)行72分鐘。考慮到OS調(diào)度開銷，實(shí)際花費(fèi)的時間可能還要長些，如80分鐘就處理兩道作業(yè)而言，提高效率33％就單道作業(yè)而言，延長執(zhí)行時間20分鐘，即延長了33％的時間2022/12/15多道程序設(shè)計(jì)甲、乙兩道程序2022/12/147多道程序設(shè)計(jì)多道程序設(shè)計(jì)是指讓多個程序同時進(jìn)入計(jì)算機(jī)的主存儲器進(jìn)行計(jì)算多道程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)CPU與外部設(shè)備充分并行外部設(shè)備之間充分并行發(fā)揮CPU的使用效率提高單位時間的算題量2022/12/15多道程序設(shè)計(jì)多道程序設(shè)計(jì)是指讓多個程序同時進(jìn)入計(jì)算機(jī)的主存儲8多道程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)處理器的管理和調(diào)度主存儲器的管理和調(diào)度其他資源的管理和調(diào)度2022/12/15多道程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)處理器的管理和調(diào)度2022/12/149操作系統(tǒng)的形成磁盤的出現(xiàn)為操作系統(tǒng)形成奠定了基礎(chǔ)批處理操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)實(shí)時操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)給資源管理和操作自動化帶來了革命性的變化：實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)操作過程的自動化資源管理水平有了很大提高提供虛存管理功能支持分時操作文件管理功能有改進(jìn)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)出現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)趨于完善2022/12/15操作系統(tǒng)的形成磁盤的出現(xiàn)為操作系統(tǒng)形成奠定了基礎(chǔ)2022/110批處理操作系統(tǒng)用戶脫機(jī)工作作業(yè)控制語言程序+數(shù)據(jù)+作業(yè)說明書成批處理作業(yè)操作員集中一批作業(yè)并輸入操作系統(tǒng)調(diào)度和控制用戶作業(yè)的執(zhí)行多道程序運(yùn)行作業(yè)周轉(zhuǎn)時間長2022/12/15批處理操作系統(tǒng)用戶脫機(jī)工作2022/12/1411分時操作系統(tǒng)多個聯(lián)機(jī)用戶通過終端（鍵盤/顯示器）同時使用一臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算分時操作系統(tǒng)具有以下特性：同時性獨(dú)立性及時性交互性2022/12/15分時操作系統(tǒng)多個聯(lián)機(jī)用戶通過終端（鍵盤/顯示器）同時使用一臺12分時操作系統(tǒng)分時OS和批處理OS的區(qū)別：目標(biāo)不同適應(yīng)作業(yè)的性質(zhì)不同資源使用率不同作業(yè)控制方式不同2022/12/15分時操作系統(tǒng)分時OS和批處理OS的區(qū)別：2022/12/113實(shí)時操作系統(tǒng)實(shí)時操作系統(tǒng)的分類過程控制系統(tǒng)信息查詢系統(tǒng)事務(wù)處理系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)的處理步驟數(shù)據(jù)采集加工處理操作控制反饋處理2022/12/15實(shí)時操作系統(tǒng)實(shí)時操作系統(tǒng)的分類2022/12/1414操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力器件快速更新?lián)Q代計(jì)算體系結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源利用率的需要讓用戶使用計(jì)算機(jī)越來越方便的需要滿足用戶新要求，提供給用戶新服務(wù)2022/12/15操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力器件快速更新?lián)Q代2022/12/1415操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展微機(jī)操作系統(tǒng)的進(jìn)展并行操作系統(tǒng)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的發(fā)展分布式操作系統(tǒng)的發(fā)展嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展2022/12/15操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展微機(jī)操作系統(tǒng)的進(jìn)展2022/12/1416微機(jī)操作系統(tǒng)第一階段：七十年代中期到八十年代初，特點(diǎn)是單用戶單任務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng)CP/M，CDOS，MDOS，早期MS-DOS第二階段：八十年代以后到九十年代初，特點(diǎn)是單用戶多任務(wù)和支持分時操作MP/M，XENIX，后期MS-DOS第二階段：九十年代以后，特點(diǎn)是GUI、多用戶多任務(wù)、虛擬存儲管理、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫、多媒體、應(yīng)用編程APIWindows，MacOS2022/12/15微機(jī)操作系統(tǒng)第一階段：七十年代中期到八十年代初，特點(diǎn)是單用戶17并行操作系統(tǒng)并行計(jì)算機(jī)陣列處理機(jī)、流水線處理機(jī)、多處理機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域氣象預(yù)報(bào)、石油勘探、空氣動力學(xué)、基因研究、核技術(shù)、航空航天飛行器設(shè)計(jì)并行操作系統(tǒng)Stanford大學(xué)的V-KernelBell實(shí)驗(yàn)室的Meglos卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的MACH2022/12/15并行操作系統(tǒng)并行計(jì)算機(jī)2022/12/1418網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過通信設(shè)施將地理上分散并具有自治功能的多個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，可互操作協(xié)作處理的系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、通信子網(wǎng)和通信協(xié)議三個部分網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)具有以下功能：網(wǎng)絡(luò)通信資源管理網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)2022/12/15網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過通信設(shè)施將地理上分散并具有自治功19網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下一代網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的新功能：

位置透明性名空間透明性管理維護(hù)透明性安全權(quán)限透明性通信透明性2022/12/15網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下一代網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的新功能：2022/12/20分布式操作系統(tǒng)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)滿足以下條件：系統(tǒng)中任意兩臺計(jì)算機(jī)可以通過系統(tǒng)的全通信機(jī)制來交換信息系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)沒有主次之分系統(tǒng)中的資源為所有用戶共享系統(tǒng)中的若干臺機(jī)器可以互相協(xié)作來完成同一個任務(wù)系統(tǒng)中的一個結(jié)點(diǎn)出錯不影響其它結(jié)點(diǎn)運(yùn)行2022/12/15分布式操作系統(tǒng)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)滿足以下條件：2022/12/21分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)具備的基本功能:進(jìn)程通信資源共享并行運(yùn)算網(wǎng)絡(luò)管理2022/12/15分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)具備的基本功能:2022/12/22分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)與單機(jī)集中式操作系統(tǒng)的主要區(qū)別:資源管理進(jìn)程通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2022/12/15分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)與單機(jī)集中式操作系統(tǒng)的主要區(qū)別:23分布式操作系統(tǒng)分布式系統(tǒng)研究和開發(fā)的主要方向：分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：研究非共享通路結(jié)構(gòu)和共享通路結(jié)構(gòu)分布式操作系統(tǒng)：研究資源管理方法、同步控制機(jī)制、死鎖的檢測與解除，進(jìn)程通信模型及手段等分布式程序設(shè)計(jì)：擴(kuò)充順序程序設(shè)計(jì)語言使其具有分布程序設(shè)計(jì)能力；開發(fā)新的分布式程序設(shè)計(jì)語言分布式數(shù)據(jù)庫：設(shè)計(jì)開發(fā)新的分布式數(shù)據(jù)庫分布式應(yīng)用：研究各種分布分式并行算法，研究在辦公自動化、自動控制、管理信息系統(tǒng)等各個領(lǐng)域的應(yīng)用2022/12/15分布式操作系統(tǒng)分布式系統(tǒng)研究和開發(fā)的主要方向：2022/1224嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式軟件具有以下特點(diǎn)：微型化專業(yè)化實(shí)時性2022/12/15嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式軟件2022/12/1425演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！26操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展手工操作階段管理程序階段多道程序設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的形成操作系統(tǒng)的發(fā)展的主要動力操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展2022/12/15操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展手工操作階段2022/12/1427手工操作階段（1）開關(guān)置內(nèi)存地址，按’裝入地址’按鈕開關(guān)置程序始址，按’運(yùn)行’按鈕開關(guān)置機(jī)器指令，按’裝入數(shù)據(jù)’按鈕2022/12/15手工操作階段（1）開關(guān)置內(nèi)存地址，按’裝入地址’按鈕開關(guān)置程28裝入程序匯編程序手工操作階段（2）匯編程序目標(biāo)代碼計(jì)算機(jī)匯編語言程序目標(biāo)代碼運(yùn)行結(jié)果計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)2022/12/15裝入程序手工操作階段（2）匯編程序目標(biāo)代碼計(jì)算機(jī)匯編語言程29管理程序階段早期批處理系統(tǒng)（也稱執(zhí)行程序）用戶通過作業(yè)控制卡描述作業(yè)加工處理步驟操作員控制執(zhí)行程序從紙帶或卡片機(jī)成批輸入作業(yè)，輸入完成后，執(zhí)行程序依次自動執(zhí)行磁帶上的作業(yè)管理程序通道技術(shù)和中斷機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)自動控制和處理作業(yè)流、提供一套操作命令、提供設(shè)備驅(qū)動和I/O控制功能、提供庫程序和程序裝配功能、提供簡單的文件管理功能2022/12/15管理程序階段早期批處理系統(tǒng)（也稱執(zhí)行程序）2022/12/130多道程序設(shè)計(jì)單道算題工作78輸入機(jī)處理器磁帶機(jī)130150228280300378430450時間處理器利用率：52/(78+52+20)≈35%2022/12/15多道程序設(shè)計(jì)單道算題工作78輸入機(jī)處理器磁帶機(jī)130150231多道程序設(shè)計(jì)兩道算題并行工作處理器利用率：(52+42)/(78+52+20)≈63%78輸入機(jī)處理器磁帶機(jī)130150228280300378430450時間磁帶機(jī)打印機(jī)20621703202022/12/15多道程序設(shè)計(jì)兩道算題并行工作處理器利用率：(52+42)/(32多道程序設(shè)計(jì)甲、乙兩道程序獨(dú)占計(jì)算機(jī)單道運(yùn)行時均需1小時，其中占用CPU時間18分鐘，CPU利用率為30％按多道程序設(shè)計(jì)方法同時運(yùn)行，CPU利用率達(dá)50％，由于要提供36分鐘的CPU時間，大約要運(yùn)行72分鐘。考慮到OS調(diào)度開銷，實(shí)際花費(fèi)的時間可能還要長些，如80分鐘就處理兩道作業(yè)而言，提高效率33％就單道作業(yè)而言，延長執(zhí)行時間20分鐘，即延長了33％的時間2022/12/15多道程序設(shè)計(jì)甲、乙兩道程序2022/12/1433多道程序設(shè)計(jì)多道程序設(shè)計(jì)是指讓多個程序同時進(jìn)入計(jì)算機(jī)的主存儲器進(jìn)行計(jì)算多道程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)CPU與外部設(shè)備充分并行外部設(shè)備之間充分并行發(fā)揮CPU的使用效率提高單位時間的算題量2022/12/15多道程序設(shè)計(jì)多道程序設(shè)計(jì)是指讓多個程序同時進(jìn)入計(jì)算機(jī)的主存儲34多道程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)處理器的管理和調(diào)度主存儲器的管理和調(diào)度其他資源的管理和調(diào)度2022/12/15多道程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)處理器的管理和調(diào)度2022/12/1435操作系統(tǒng)的形成磁盤的出現(xiàn)為操作系統(tǒng)形成奠定了基礎(chǔ)批處理操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)實(shí)時操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)給資源管理和操作自動化帶來了革命性的變化：實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)操作過程的自動化資源管理水平有了很大提高提供虛存管理功能支持分時操作文件管理功能有改進(jìn)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)出現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)趨于完善2022/12/15操作系統(tǒng)的形成磁盤的出現(xiàn)為操作系統(tǒng)形成奠定了基礎(chǔ)2022/136批處理操作系統(tǒng)用戶脫機(jī)工作作業(yè)控制語言程序+數(shù)據(jù)+作業(yè)說明書成批處理作業(yè)操作員集中一批作業(yè)并輸入操作系統(tǒng)調(diào)度和控制用戶作業(yè)的執(zhí)行多道程序運(yùn)行作業(yè)周轉(zhuǎn)時間長2022/12/15批處理操作系統(tǒng)用戶脫機(jī)工作2022/12/1437分時操作系統(tǒng)多個聯(lián)機(jī)用戶通過終端（鍵盤/顯示器）同時使用一臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算分時操作系統(tǒng)具有以下特性：同時性獨(dú)立性及時性交互性2022/12/15分時操作系統(tǒng)多個聯(lián)機(jī)用戶通過終端（鍵盤/顯示器）同時使用一臺38分時操作系統(tǒng)分時OS和批處理OS的區(qū)別：目標(biāo)不同適應(yīng)作業(yè)的性質(zhì)不同資源使用率不同作業(yè)控制方式不同2022/12/15分時操作系統(tǒng)分時OS和批處理OS的區(qū)別：2022/12/139實(shí)時操作系統(tǒng)實(shí)時操作系統(tǒng)的分類過程控制系統(tǒng)信息查詢系統(tǒng)事務(wù)處理系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)的處理步驟數(shù)據(jù)采集加工處理操作控制反饋處理2022/12/15實(shí)時操作系統(tǒng)實(shí)時操作系統(tǒng)的分類2022/12/1440操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力器件快速更新?lián)Q代計(jì)算體系結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源利用率的需要讓用戶使用計(jì)算機(jī)越來越方便的需要滿足用戶新要求，提供給用戶新服務(wù)2022/12/15操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力器件快速更新?lián)Q代2022/12/1441操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展微機(jī)操作系統(tǒng)的進(jìn)展并行操作系統(tǒng)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的發(fā)展分布式操作系統(tǒng)的發(fā)展嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展2022/12/15操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展微機(jī)操作系統(tǒng)的進(jìn)展2022/12/1442微機(jī)操作系統(tǒng)第一階段：七十年代中期到八十年代初，特點(diǎn)是單用戶單任務(wù)微機(jī)操作系統(tǒng)CP/M，CDOS，MDOS，早期MS-DOS第二階段：八十年代以后到九十年代初，特點(diǎn)是單用戶多任務(wù)和支持分時操作MP/M，XENIX，后期MS-DOS第二階段：九十年代以后，特點(diǎn)是GUI、多用戶多任務(wù)、虛擬存儲管理、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫、多媒體、應(yīng)用編程APIWindows，MacOS2022/12/15微機(jī)操作系統(tǒng)第一階段：七十年代中期到八十年代初，特點(diǎn)是單用戶43并行操作系統(tǒng)并行計(jì)算機(jī)陣列處理機(jī)、流水線處理機(jī)、多處理機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域氣象預(yù)報(bào)、石油勘探、空氣動力學(xué)、基因研究、核技術(shù)、航空航天飛行器設(shè)計(jì)并行操作系統(tǒng)Stanford大學(xué)的V-KernelBell實(shí)驗(yàn)室的Meglos卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的MACH2022/12/15并行操作系統(tǒng)并行計(jì)算機(jī)2022/12/1444網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過通信設(shè)施將地理上分散并具有自治功能的多個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，可互操作協(xié)作處理的系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、通信子網(wǎng)和通信協(xié)議三個部分網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)具有以下功能：網(wǎng)絡(luò)通信資源管理網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)2022/12/15網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過通信設(shè)施將地理上分散并具有自治功45網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下一代網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的新功能：

位置透明性名空間透明性管理維護(hù)透明性安全權(quán)限透明性通信透明性2022/12/15網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下一代網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供的新功能：202