操作系统课堂笔记(1)概述

1 、 计算机系统的概观

（1）手动、机械和电动计算机

中国：算筹、算珠。

1617年 苏格兰：计算尺。

1624年 海德堡大学：第一台具有四则运算功能的计算器。

1673年 莱布尼茨 建造了一台具有四则运算功能的机械计算机器。

1884年 美国工程师 赫尔曼·霍勒雷斯 制造了第一台电动计算机。

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（2）数字电子计算机 

     第一代：电子管计算机

第二代：晶体管计算机

第三代：集成电路计算机

第四代：大规模集成电路计算机（1971年以后）

（3）电子计算机分类：

模拟计算机：

优点：速度快、与物理设备接口简单；

缺点：精度低、使用困难、稳定性和可靠性相对较差、价格昂贵。

数字计算机

（4）图灵机与存储程序原理

图灵机：由一个控制器、一条可无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头组成。（概念简单，但理论上却可以计算任何可计算的函数）

冯·诺依曼 EDVAC机: 运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备。 重大改进：1）数据和指令都采用了二进制；2）建立了存储程序，指令和数据便可一起放在存储器里，并做同样处理，从而简化了计算机结构，大大提高了计算机运算速度。

（5）未来计算机

        光子计算机、生物计算机、量子计算机。

2、 操作系统的概念

（1）定义：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合------它们能有效的组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理的组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能够高效的运行。

（2）主要作用：

1）管理系统中的各种资源，包括硬件资源和软件资源：记录资源的使用状况、确定资源分配策略、实施资源分配、回收资源。

2）为用户提供良好的界面。

（3）特征

1）并发性：指计算机系统中同时（宏观上的同时）运行多个程序。 并行则是物理上的同时发生，带某种微观意义的概念。

2）共享性：指操作系统程序与多个用户程序共用系统中的各种资源。

3）随机性：操作系统在随机环境中运行，也就是不能对所运行的程序的行为以及硬件设备的情况有任何的假定。

3 、 操作系统的功能

(1) 进程管理 ：主要是对处理器进行管理，所以有时候也被称为处理器管理。

1）进程控制

2）进程同步

3）进程间通信

4）进程调度

(2) 存储管理：主要是管理内存资源。

1）内存的分配和回收

2）存储保护

3）内存扩充

(3) 文件管理：信息资源一般以文件的形式存放在外存储器，需要时才把它们放入内存。文件管理的任务是有效支持 文件的存储、检索、和修改等操作。

  1）文件存储空间的管理

2）目录管理

3）文件系统的安全性

(4) 设备管理

是指计算机系统中除了CPU和内存以外的所有输入输出设备的管理。

(5)作业管理

4 、 操作系统的发展

（1）手工操作：这个阶段程序设计全部采用机器语言，没有程序设计语言更谈不上操作系统。

（2）监控程序：早期批处理，操作系统初具雏形。

（3）多道批处理：现代意义上的操作系统。

（4）分时和实时操作系统出现：操作系统步入成熟。

（5）高级语言书写的可移植操作系统：UNIX革命。

（6）个人计算机操作系统；开放源代码的代表：Linux；分布式操作系统；嵌入式操作系统。

5 、 操作系统的分类

（1）批处理操作系统（Batch Processing）

（2）分时操作系统（time Sharing）

（3）实时操作系统（Real Time Operating System）

（4）嵌入式操作系统（Embedded OS）