操作系统发展历程没有操作系统的计算机系统单通道批处理系统（20世纪50年代，系统资源利用率低）多通道批处理系统（1960年代）分时系统（inthe1970s)Real-timesystems(1980s)Single-passbatchprocessingsystemprocess：一批作业被离线输入磁带，并在监控程序的控制下连续处理。特点(1)自动无需人工干预(2)按进入内存的先后顺序顺序执行(3)单通道内存单通道批处理系统只保存一个作业系统资源利用率单通道批处理系统太low，为了解决这个问题，出现了多通道批处理系统。多通道批处理系统多通道：多个独立的程序同时存储在内存中。多通道技术是共享的基础。多通道批处理的特点是多通道。内存中有多个程序，可以无序并发执行。完成时间和进入内存的顺序与调度作业无关。从提交（提交是指发送给系统的外部存储）到完成，进行两次调度（1）作业调度内存->外部存储（选择多个），选择多个作业，分配处理器（2）进程调度分配处理器（选择一个，处理器实际上是CPU）。计算机中最重要的两个资源是CPU和内存。多路批处理的优缺点资源利用率高（资源主要指内存、CPU、外存、文件等）系统吞吐量大。吞吐量：单位时间内完成的总工作量。原因：（1）资源忙（2）只有在资源完成或无法继续时才切换。长时间作业的周转时间：作业从进入系统（进入外部存储称为进入系统）到完成并退出系统所花费的时间。通常几个小时，甚至几天。没有修改调试的交互能力，极不方便。运行过程中无法调试，无法进行人为干预。分时操作系统的定义：多个终端连接在一台主机上，允许多个用户同时通过各自的终端交互使用计算机，共享主机中的资源。生产能力（1）人机交互（同时运行和调试）（2）共享主机（设备昂贵）（3）方便用户使用机器（在终端上输入和控制）。同时在宏观上，每个用户都觉得自己在轮流独占主机。短时间内响应（2-3秒）交互式实时系统及时实时响应外部事件请求应用需求：（1）实时控制：工业生产、武器控制、飞机自动驾驶(2)实时信息处理与订票系统的基本特征操作系统并发性（最重要的特征，其他三个特征都是基于并发的）共享虚拟性异步一个事件同时并发发生多个事件在同一时间发生时间间隔单处理器系统：宏观并发，微观串行多处理器系统：并行共享资源可能有两种方式(1)互斥共享意味着临界资源的访问（一次只能由一个进程访问），比如硬件如打印机；软件，如堆栈、变量和表。(2)同时访问模式多个进程同时访问的资源，如磁盘、可重入代码写入的文件等。操作系统最基本的两个特性：并发和共享。虚拟：通过某种技术将一个物理实体转化为多个逻辑对应物。如，虚拟存储，虚拟内存等。目前，虚拟技术都是通过分时实现的。异步性：进程以不可预测的速度前进。操作系统资源管理的五个功能（1）处理器管理（硬件）（2）内存管理（硬件）（3）设备管理（硬件）（4）文件管理（软件）（5）用户界面1）命令界面（在线用户界面、离线用户界面）2）程序界面3）图形界面在线用户界面适用：几乎所有的计算机操作系统组成：命令+终端处理程序+命令解释程序过程：用户在键盘上输入命令；terminal处理程序接收命令并显示在屏幕上。命令解释器解释并执行命令。在线命令示例：UNIX:login;longoutDOS：复制；格式命令解释器：操作系统的最高级别，如：MS-DOS：COMMAND.COM（命令解释器）UNIX：shell。离线用户界面适用于：批处理系统。也称为批处理用户界面组成：JCL+作业指令+命令解释器JCL：作业控制语言（jobcontrollanguage）过程：用户在作业指令上用JCL编写作业的控制，命令解释器根据作业指令解释执行作业指令程序接口用途：为用户程序访问系统资源而设置组成：一组系统调用系统调用：系统调用是一个可以完成特定功能的子程序。操作系统的结构设计操作系统的发展阶段第一代：非结构化操作系统第二代：模块化操作系统结构第三代：分层操作系统结构第四代：前三代内核操作系统结构（1990年代）传统操作系统结构
