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操作系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種資源,擴(kuò)充硬件的功能;對(duì)外,操作系統(tǒng)提供良好的人機(jī)界面,方便用戶使用計(jì)算機(jī)。它在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中具有承上啟下的地位。操作系統(tǒng)是一個(gè)大型的軟件系統(tǒng),其功能復(fù)雜,體系龐大。從不同的角度看的結(jié)果也不同,正是“橫看成嶺側(cè)成峰”,下面我們通過典型的兩個(gè)角度來分析一下。1、從程序員的角度看正如前面所說的,如果沒有操作系統(tǒng),程序員在開發(fā)軟件的時(shí)候就必須陷入復(fù)雜的硬件實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。程序員并不想涉足這個(gè)可怕的領(lǐng)域,而且大量的精力花費(fèi)在這個(gè)重復(fù)的、沒有創(chuàng)造性的工作上也使得程序員無法集中精力放在更具有創(chuàng)造性的程序設(shè)計(jì)工作中去。程序員需要的是一種簡(jiǎn)單的,高度抽象的可以與之打交道的設(shè)備。將硬件細(xì)節(jié)與程序員隔離開來,這當(dāng)然就是操作系統(tǒng)。從這個(gè)角度看,操作系統(tǒng)的作用是為用戶提供一臺(tái)等價(jià)的擴(kuò)展機(jī)器,也稱虛擬機(jī),它比底層硬件更容易編程。2、從使用者的角度看從使用者的角度來看,操作系統(tǒng)則用來管理一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的各個(gè)部分。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)在相互競(jìng)爭(zhēng)的程序之間有序地控制對(duì)CPU、內(nèi)存及其它I/O接口設(shè)備的分配。比如說,假設(shè)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的三個(gè)程序試圖同時(shí)在同一臺(tái)打印機(jī)上輸出計(jì)算結(jié)果。系統(tǒng)服務(wù)(system services)是指執(zhí)行指定系統(tǒng)功能的程序。順義區(qū)創(chuàng)新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)誠信推薦
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將普遍普及。以巨大處理能力(例如每秒100~1000億次操作)、巨大知識(shí)信息庫、高度智能化為特征的下一代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正在大力研制。計(jì)算機(jī)應(yīng)用將日益普遍。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)線、智能機(jī)器人將**提高社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)力。辦公、醫(yī)療、通信、教育及家庭生活,都將計(jì)算機(jī)化。計(jì)算機(jī)對(duì)人們生活和社會(huì)組織的影響將日益普遍深刻。用戶使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)算題的一般流程:①通過系統(tǒng)操作員建立帳號(hào),取得使用權(quán)。帳號(hào)既用于識(shí)別并保護(hù)用戶的文件(程序和數(shù)據(jù)),也用于系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)用戶使用資源的情況(記帳,付款)。②根據(jù)要解決的問題,研究算法,選用合適的語言,編寫源程序,同時(shí)提供需處理的數(shù)據(jù)和有關(guān)控制信息。③把②的結(jié)果在脫機(jī)的設(shè)備上放入軟磁盤,建立用戶文件(也可在聯(lián)機(jī)終端上進(jìn)行,直接在輔助存儲(chǔ)器中建立文件,此時(shí)第四步省去)。④借助軟盤機(jī)把軟盤上用戶文件輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)加工處理,作為一個(gè)作業(yè),登記并存入輔助存儲(chǔ)器。⑤是要求編譯。操作系統(tǒng)把該作業(yè)調(diào)入主存儲(chǔ)器,并調(diào)用所選語言的編譯程序,進(jìn)行編譯和連接(含所調(diào)用的子程序),產(chǎn)生機(jī)器可執(zhí)行的目標(biāo)程序,存入輔助存儲(chǔ)器。⑥要求運(yùn)算處理。操作系統(tǒng)把目標(biāo)程序調(diào)入主存儲(chǔ)器。順義區(qū)創(chuàng)新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)誠信推薦超大規(guī)模集成電路技術(shù)將繼續(xù)快速發(fā)展。
它們用重疊原理,用流水線方式加工向量各元素,具有高加工速率。并行處理機(jī)是單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)的,它利用并行原理,重復(fù)設(shè)置多個(gè)處理部件,同時(shí)并行處理向量各元素來獲得高速度(見并行處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng))。流水和并行技術(shù)還可結(jié)合,如重復(fù)設(shè)置多個(gè)流水部件,并行工作,以獲得更高性能。研究并行算法是發(fā)揮這類處理機(jī)效率的關(guān)鍵。在高級(jí)程序語言中相應(yīng)地?cái)U(kuò)充向量語句,可有效地組織向量運(yùn)算;或設(shè)有向量識(shí)別器,自動(dòng)識(shí)別源程序中的向量成分。一臺(tái)普通主機(jī)(標(biāo)量機(jī))配一臺(tái)數(shù)組處理器(作高速向量運(yùn)算的流水線機(jī)),構(gòu)成主副機(jī)系統(tǒng),可**提高系統(tǒng)的處理能力,且性能價(jià)格比高,應(yīng)用相當(dāng)普遍。④多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng)、分布處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng):多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng)是進(jìn)一步發(fā)展并行技術(shù)的必由之路,是巨型、大型機(jī)主要發(fā)展方向。它們是多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)系統(tǒng),各機(jī)處理各自的指令流(進(jìn)程),相互通信,聯(lián)合解決大型問題。它們比并行處理機(jī)有更高的并行級(jí)別,潛力大,靈活性好。用大量廉價(jià)微型機(jī),通過互連網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成系統(tǒng),以獲得高性能,是研究多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)方向。多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng)要求在更高級(jí)別(進(jìn)程)上研究并行算法,高級(jí)程序語言提供并發(fā)、同步進(jìn)程的手段。
對(duì)統(tǒng)一兩種應(yīng)用的計(jì)算機(jī)需求出現(xiàn)了。這時(shí)IBM公司試圖通過引入System/360來解決這個(gè)問題。與這個(gè)計(jì)劃配套,IBM公司組織了OS/360操作系統(tǒng)的開發(fā),然后復(fù)雜的需求,以及當(dāng)時(shí)軟件工程水平低下使得OS/360的開發(fā)工作陷入了歷史以來可怕的“軟件開發(fā)泥潭”,誕生了的失敗論著----《神秘的人月》。雖然這個(gè)開發(fā)計(jì)劃失敗了,但是這個(gè)愿望卻成為了計(jì)算機(jī)廠商的目標(biāo)。此時(shí),MIT、BellLab(貝爾實(shí)驗(yàn)室)和通用電氣公司決定開發(fā)一種“公用計(jì)算機(jī)服務(wù)系統(tǒng)”----MULTICS,希望其能同時(shí)支持?jǐn)?shù)百名分時(shí)用戶的一種機(jī)器。結(jié)果這個(gè)計(jì)劃的研制難度超出了所有人的預(yù)料,后這個(gè)系統(tǒng)也以失敗結(jié)束。不過,MULTICS的思想?yún)s為后來的操作系統(tǒng)很多提示。20世紀(jì)60年代未,一位貝爾實(shí)驗(yàn)室曾參加過MULTICS研制工作的計(jì)算機(jī)科學(xué)家KenThompson,在一臺(tái)無人使用的PDP-7機(jī)器上開發(fā)出了一套簡(jiǎn)化的、單用戶版的MULTICS。后來導(dǎo)致了UNIX操作系統(tǒng)的誕生。UNIX操作系統(tǒng)主導(dǎo)了小型機(jī)、工作站以及其他市場(chǎng)。也是至今有影響力的操作系統(tǒng)之一,而Linux也是UNIX系統(tǒng)的一種衍生,下一講我們將專門介紹一下UNIX的發(fā)展歷史。4、第四代計(jì)算機(jī)(1980-今):個(gè)人計(jì)算機(jī)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新與發(fā)展。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要大容量的主存以存放和運(yùn)行操作系統(tǒng)。
人與硬件系統(tǒng)之間的接口界面是軟件系統(tǒng),它大致可分為系統(tǒng)軟件、支援軟件和應(yīng)用軟件三層。硬件硬件系統(tǒng)主要由**處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出控制系統(tǒng)和各種外部設(shè)備組成。**處理器是對(duì)信息進(jìn)行高速運(yùn)算處理的主要部件,其處理速度可達(dá)每秒幾億次以上操作。存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)和文件,常由快速的內(nèi)存儲(chǔ)器(容量可達(dá)數(shù)百兆字節(jié),甚至數(shù)G字節(jié))和慢速海量外存儲(chǔ)器(容量可達(dá)數(shù)十G或數(shù)百G以上)組成。各種輸入輸出外部設(shè)備是人機(jī)間的信息轉(zhuǎn)換器,由輸入-輸出控制系統(tǒng)管理外部設(shè)備與主存儲(chǔ)器(**處理器)之間的信息交換。軟件軟件分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件由操作系統(tǒng)、實(shí)用程序、編譯程序等組成。操作系統(tǒng)實(shí)施對(duì)各種軟硬件資源的管理控制。實(shí)用程序是為方便用戶所設(shè),如文本編輯等。編譯程序的功能是把用戶用匯編語言或某種高級(jí)語言所編寫的程序,翻譯成機(jī)器可執(zhí)行的機(jī)器語言程序。支撐軟件有接口軟件、工具軟件、環(huán)境數(shù)據(jù)庫等,它能支持用機(jī)的環(huán)境,提供軟件研制工具。支撐軟件也可認(rèn)為是系統(tǒng)軟件的一部分。應(yīng)用軟件是用戶按其需要自行編寫的程序,它借助系統(tǒng)軟件和支援軟件來運(yùn)行,是軟件系統(tǒng)的外層計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可按系統(tǒng)的功能、性能或體系結(jié)構(gòu)分類。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可按系統(tǒng)的功能、性能或體系結(jié)構(gòu)分類。懷柔區(qū)口碑好的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)誠信推薦
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)約每3~5年更新一次。順義區(qū)創(chuàng)新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)誠信推薦
由**處理器運(yùn)算處理,結(jié)果再存入輔助存儲(chǔ)器。⑦運(yùn)算結(jié)果由操作系統(tǒng)按用戶要求的格式送外部設(shè)備輸出。計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作(④~⑦)是在操作系統(tǒng)控制下的一個(gè)復(fù)雜過程。通常,一臺(tái)計(jì)算機(jī)中有多個(gè)用戶作業(yè)同時(shí)輸入,它們由操作系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度,交錯(cuò)運(yùn)行。但這種調(diào)度對(duì)用戶是透明的,一般用戶無需了解其內(nèi)部細(xì)節(jié)。用戶可用一臺(tái)終端,交互式的控制③~⑦的進(jìn)行(分時(shí)方式);也可委托操作員完成③~⑦,其中④~⑦是計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行的(批處理方式)。批處理方式的自動(dòng)化程度高,但用戶不直觀,無中間干預(yù)。分時(shí)方式用戶直觀控制,可隨時(shí)干預(yù)糾錯(cuò),但自動(dòng)化程度低?,F(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)大多提供兩種方式,由用戶選用。簡(jiǎn)介操作系統(tǒng)是方便用戶、管理和控制計(jì)算機(jī)軟硬件資源的系統(tǒng)軟件(或程序**)。從用戶角度看,操作系統(tǒng)可以看成是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的擴(kuò)充;從人機(jī)交互方式來看,操作系統(tǒng)是用戶與機(jī)器的接口;從計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看,操作系統(tǒng)是一種層次、模塊結(jié)構(gòu)的程序**,屬于有序分層法,是無序模塊的有序?qū)哟握{(diào)用。操作系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)和管理技術(shù)的結(jié)合。操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中的地位:操作系統(tǒng)是軟件,而且是系統(tǒng)軟件。它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用,大致可以從兩方面體會(huì):對(duì)內(nèi)。順義區(qū)創(chuàng)新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)誠信推薦
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