操作系统概述
&&&&能够了解操作系统的基本概念、分类、特性。
一、操作系统的基本概念
&&&&1.计算机系统的资源
&&&&在计算机系统中，资源包括两类，即硬件资源和软件资源。软件资源是计算机的灵魂，主要包括各种程序和数据以及操作系统本身等。操作系统的重要任务之一是有序地管理计算机中的硬件、软件资源，跟踪资源使用状况，满足用户对资源的需求，协调各程序对资源的使用冲突，为用户提供简单、有效的资源使用方法，最大限度地实现各类资源的共享，提高资源利用率，从而提高计算机系统的工作效率。
&&&&2.计算机系统的层次结构
&&&&安装了操作系统的计算机称为虚拟机(Virtual
Machine)，是对裸机的扩展。根据计算机系统的组成和功能，可以把计算机系统分为硬件层、操作系统层、实用程序层(或支撑软件层)和应用程序层等4个层次。每一层表示一组功能和一个界面，表现为一种单向服务的关系，即上一层的软件必须以事先约定的方式使用下一层软件或者硬件提供的服务。
&&&&硬件层包括所有硬件资源，提供了基本的可计算性资源，是操作系统和上层软件赖以工作的基础。它的对外界面由机器指令系统组成，操作系统及其外层软件通过执行机器指令访问和控制各种硬件资源。
&&&&操作系统层主要完成资源的调度和分配，信息的存取和保护，并发活动的协调和控制等工作。操作系统是其他软件的运行基础，并为编译程序和数据库管理系统等系统程序的设计者提供了有力支撑。
&&&&实用程序层是计算机系统软件的基本组成部分，通常包括各种语言的编译程序、文本编辑程序、调试程序、连接程序、系统维护程序、文本加密程序、终端通信程序以及图文处理软件、数据库管理系统等。其功能是为应用层软件及最终用户处理自己的程序或者数据提供服务。
&&&&应用程序层处于计算机系统的最外层，解决用户不同的应用问题，应用程序开发者借助于程序设计语言来表达应用问题，开发各种应用程序，既快捷又方便。而最终用户则通过应用程序与计算机交互来解决应用问题。包括用户在操作系统和实用软件支持下自己开发的应用程序，以及软件厂家为行业用户开发的专用应用程序包(例如财务软件、Office套件）等。应用程序层是最终用户使用的界面。当然，从最终用户的角度，除了利用应用程序层的软件之外，也可以利用一些未被隐藏的实用层、操作系统层和硬件层的特性来处理自己的程序和数据。
&&&&3.操作系统的层次结构
&&&&操作系统分为系统层、管理层和应用层。内层为系统层，具有初级中断处理、外部设备驱动、处理机调度以及实时进程控制和通信的功能。系统层外是管理层，包括存储管理、I／O处理、文件存取、作业调度等。起初，操作系统只是设计成能够执行重复操作的任务，这些任务以管理文件、运行程序和从用户接收命令为中心。文件是存放于硬盘、软盘、磁带等存储设备上的电子数据或程序。大多数用户需要计算机执行诸如从磁盘驱动器上读取和写入文件或在打印机上打印文件等任务。如果没有操作系统，用户需要生成并运行一个程序以完成这些工作。然而，在操作系统中，用户则可以通过简单地向操作系统发送一条指令来执行这种任务。在操作系统中已经包含了从磁盘读取文件的重复操作的设计。
&&&&最外层是应用层，是接收并解释用户命令的接口，这个用户接口允许用户与操作系统交互。有些操作系统的用户界面只允许输入命令行，而有些则可以通过菜单和图标来实现。操作系统也管理应用软件，这些应用软件是用于编辑文档或科学计算等任务的一些特殊的应用程序。编辑器就是一个典型的应用程序例子，用它可以编辑文档，改变或增加文本。编辑器本身是一个包含一系列指令的程序，要使用这个程序，应首先把它加载到计算机内存中，然后它的指令被执行。操作系统控制着所有程序和应用软件的加载和执行。
二、操作系统
&&&&操作系统是计算机系统软件的核心，有多种分类方法。按照操作系统所提供的功能进行分类，可以分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、单用户操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等。
&&&&1.批处理操作系统
&&&&批处理操作系统是一种早期用在大型机上的操作系统，其特点就是用户脱机使用计算机、作业成批处理和多道程序运行。批处理操作系统要求用户事先把上机解题的作业准备好，包括程序、数据以及作业说明书，然后直接交给系统操作员，并按指定的时间收取运行结果，用户不直接与计算机打交道。系统操作员不是立即进行输入作业，而是要等到一定时间或作业达到一定数量之后才进行成批输入。由系统操作员将用户提交的作业分批进行处理，每批中的作业由操作系统控制执行。
&&&&2.分时操作系统
&&&&分时操作系统允许多个用户共享同一台计算机的资源，即在一台计算机上连接几台甚至几十台终端机，终端机可以没有CPU与内存，只有键盘与显示器，每个用户都通过各自的终端机使用这台计算机的资源，计算机系统按固定的时间片轮流为各个终端服务。由于计算机的处理速度很快，用户感觉不到等待时间，似乎这台计算机专为自己服务一样。分时操作系统的主要目的是对联机用户的服务响应，具有同时性、独立性、及时性和交互性等特点。在分时操作系统中，分时是指若干道程序对CPU运行时间的分享，通过设立一个单位时间片来实现。也就是说CPU按时间片轮流执行各个作业，一个时间片通常是几十毫秒。
&&&&3.实时操作系统
&&&&随着工业过程控制和对信息进行实时处理的需要，产生了实时操作系统。“实时”是“立即”的意思，指对随机发生的外部事件做出及时的响应并对其进行处理。实时操作系统指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。实时系统是较少有人为干预的监督和控制系统，其软件依赖于应用的性质和实际使用的计算机的类型。实时系统的基本特征是事件驱动设计，即当接到某种类型的外部信息时，由系统选择相应的程序去处理。实时操作系统是以在允许的时间范围内做出响应为主要特征，要求计算机对外来的信息能以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许时间范围内作出快速响应，其响应速度时间在秒级、毫秒级或微秒级甚至更小，通常用在工业过程控制和信息实时处理方面。工业控制主要包括数控机床、电力生产、飞行器、导弹发射等方面的自动控制；信息实时处理主要包
括民航中的查询班机航线和票价、银行系统中的财务处理等。实时操作系统的主要特点是高响应性、高可靠性、高安全性等。分时操作系统与实时操作系统的主要差别是在交互能力和响应时间上，分时系统注重交互性，而实时系统响应时间要求高。UNIX就是典型的多道批处理、分时、实时相结合的多用户多任务分时操作系统，这类操作系统通常用在大、中、小型计算机或工作站中。
&&&&4.单用户操作系统
&&&&单用户操作系统是随着微机的发展而产生的，用来对一台计算机的硬件和软件资源进行管理，通常分为单用户单任务和单用户多任务两种类型。
&&&&单用户单任务操作系统的主要特征是，在一个计算机系统内，一次只能运行一个用户程
序，此用户独占计算机系统的全部硬件和软件资源。常用的单用户单任务操作系统有MS―DOS、PC―DOS等。
&&&&单用户多任务操作系统也是为单个用户服务的，但它允许用户一次提交多项任务。例如，用户可以在运行程序的同时开始另一文档的编辑工作，边听音乐边打字也是典型的例子。常用的单用户多任务操作系统有0S／2、Windows
95／98系列等，这类操作系统通常用在 微机系统中。
&&&&5.网络操作系统
&&&&网络操作系统用于对多台计算机的硬件和软件资源进行管理和控制，提供网络通信和网络资源的共享功能。它是负责管理整个网络资源和方便网络用户的程序的集合，要保证网络中信息传输的准确性、安全性和保密性，提高系统资源的利用率和可靠性。
&&&&网络操作系统除了一般操作系统的5个基本功能之外，还应具有网络管理模块。网络管理模块的主要功能是提供高效而可靠的网络通信能力；提供多种网络服务，如远程作业录入服务、分时服务、文件传输服务；对网络中的共享资源进行管理；实现网络安全管理。
&&&&网络操作系统允许用户通过系统提供的操作命令与多台计算机硬件和软件资源打交道，通常用在计算机网络系统中的服务器上。最有代表性的几种网络操作系统产品是Microsoft公司的Windows
2000 Server／Windows XP、UNIX和Linux等。
&&&&6.分布式(多处理机)操作系统
&&&&分布式系统是由多台计算机经网络连接在一起而组成的系统，系统中任意两台计算机可以通过远程过程调用(RPC，Remote Process
Call)交换信息，系统中的计算机无主次之分，系统中的资源供所有用户共享，一个程序可以分布在几台计算机上并行地运行，互相协作完成一个共同的任务。分布式系统的引入主要是为了增加系统的处理能力、节省投资、提高系统的可靠性。用于管理分布式系统资源的操作系统称为分布式操作系统。
三、 操作系统的基本功能与特性
&&&&１.操作系统的功能
&&&&从资源管理的角度来看，操作系统对计算机资源进行控制和管理的功能主要分为如下5部分：
&&&&（1）CPU的控制与管理：CPU是计算机系统中最重要的硬件资源，任何程序只有占有了CPU才能运行，其处理信息的速度远比存储器存取速度和外部设备工作速度快，只有协调好它们之间的关系才能充分发挥CPU的作用。操作系统可以使CPU按预先规定的优先顺序和管理原则，轮流地为外部设备和用户服务，或在同一段时间内并行地处理多项任务，以达到资源共享，从而使计算机系统的工作效率得到最大的发挥。
&&&&（2）内存的分配与管理：计算机在处理问题时不仅需要硬件资源，还要用到操作系统、编译系统、用户程序和数据等许多软件资源，而这些软件资源何时放到内存的什么地方，用户数据存放到哪里，都需要由操作系统对内存进行统一的分配并加以管理，使它们既保持联系，又避免互相干扰。如何合理地分配与使用有限的内存空间，是操作系统对内存管理的一项重要工作。
&&&&（3）外部设备的控制和管理：操作系统控制外部设备和CPU之间的通道，把提出请求的外部设备按一定的优先顺序排好队，等待CPU响应。为提高CPU与输入／输出设备之间并行操作的程度，以及为了协调高CPU和低速输入／输出设备之间的工作节奏，操作系统通常在内存中设定一些缓冲区，使CPU与外部设备通过缓冲区成批传送数据。数据传输方式是，先从外部设备一次读入一组数据到内存的缓冲区，CPU依次从缓冲区读取数据，待缓冲区中的数据用完后再从外部设备读入一组数据到缓冲区。这样成组进行CPU与输入／输出设备之间的数据交互，减少了CPU与外部设备之间的交互次数，提高了运算速度。
&&&&（4）文件的控制和管理：把逻辑上具有完整意义的信息集合以一个名字作为整体记录下来保存在存储设备中，这个整体信息就称为文件。为了区别不同信息的文件，分别对它们命名，称为文件名。例如，一个源程序、一批数据、一个文档、一个表格或一幅图片都可以各自组成一个文件。操作系统根据用户要求实现按文件名存取，负责对文件的组织以及对文件存取权限、打印等的控制。
&&&&（5）作业的控制和管理：作业包括程序、数据以及解题的控制步骤。一个计算问题是一个作业，一个文档的打印也是一个作业。操作系统对进入系统的所有作业进行组织和管理，以提高运行效率。操作系统的作业管理功能提供“作业控制语言”，用户通过它来书写控制作业执行的说明书。同时，还为操作员和终端用户提供与系统对话的“命令语言”，用它来请求系统服务。操作系统按操作说明书的要求或收到的命令控制用户作业的执行。
&&&&２.操作系统的特性
&&&&操作系统是系统软件的核心，配备操作系统是为了提高计算机系统的处理能力，充分发挥系统资源的利用率，方便用户的使用。目前的 操作系统广泛采用并行操作技术，使多种硬件设备能并行工作。例如，CPU与I／O操作并行、在内存中同时存放多道程序等。这些技术表现出 操作系统的并发性和共享性的主要特征。
&&&&并发性是指在内存中存放多道作业，在一个时间段上来看，每一道作业都能不同程度地向前推进，但在任何一个时间点上只能有一道作 业占用CPU，各道程序同时在CPU上交替轮流地执行。与并发相关的两个概念分别是：串行，在内存中每次只能放一道作业，只有它完全执行 完后，别的作业才能进入内存执行；并行，存在于有多个CPU的环境中，在内存中放多道作业，在任一时间点上都可能有多道作业在不同的 CPU上同时执行。
共享性是指系统中的资源可以供内存中多个并发执行的程序共同使用，很多种资源(CPU、内存等)都可以被多道作业共同享用。
&&&&并发与共享互为条件，是操作系统的基本特征。
&&&&结合自身实践，分析各类操作系统的优悖涯愕墓鄣惴⒉荚谄教ㄌ致矍小 上传我的文档
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3秒自动关闭窗口操作系统&第一章&操作系统概述
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课程学习方法：以问题驱动学习、理论联系实际
课程学习难点：概念、原理、算法、数据结构
是所有操作系统的一个抽象
System Internals and Design principles,William Stallings,TsingHua
University Press
Operating System Concepts,Abraham Silberschatz etc.,Higer Education
计算机操作系统，汤子瀛etc.,西安电子科技大学出版社（第三版）
第一章操作系统概述&
第二章进程管理&
等价处理机管理
第三章存储管理&
第四章外部设备管理
第五章文件管理&&
软件管理& 前四章是硬件管理
第一章操作系统概述
计算机系统结构：了解操作系统的地位。
什么是操作系统：四种基本观点
现代操作系统的特征、功能、类型。
基本概念：批处理、多道程序设计、作业、任务、进程与线程、接口、虚拟存储、文件
用户命令：指计算机用户要求计算机系统为其工作的指示。
命令的表示形式：
（1）字符形式：较灵活但因繁琐而难记
菜单形式(下拉菜单等)
图形形式：因直观而易记但不灵活
命令的使用方式：
1脱机使用方式（不用处理机控制的方式）
2联机使用方式
关于现代OS的四种基本观点之二
虚拟机器观点
该观点认为，操作系统式建立在计算机硬件按平台上的虚拟机器，它为应用软件提供了许多比计算机硬件功能更强或计算机硬件所没有的功能。
操作系统在虚拟机中充当管理员和协调员的角色，管理计算机的软硬件资源，并协调多任务、多进程的运行。
扩充：功能、计算机数量
基本观点之三&
资源管理观点
该观点认为，操作系统是计算机系统中各类资源的管理者，它负责分配、回收以及控制系统中的各类软硬件资源。
跟踪资源的使用状况、满足资源请求、提高资源利用率，以及协调个程序和用户对资源的使用冲突。
分配/回收资源
作业组织观点（用于巨型机等）
该观点认为，操作系统是计算机系统工作流程的组织者，它负责协调在系统中运行的各个应用软件的运行次序。
用于巨型机和大型服务器上，以批文件方式提交作业，请求主机逐个运行。
主机操作系统负责组织、协调各个作业的运行，报告执行结果或错误信息。
减少了人工干预，提高了系统的效率。这种工作方式有利于有效利用造价高且性能强大的主机资源。
操作系统的定义
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，管理和控制计算机系统的硬件和软件资源，合理的组织计算机的工作流程，以便有效利用这些资源为用户提供一个功能强、使用方便的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口的作用。
1.3操作系统的形成与发展
50年代中期，第一个简单批处理操作系统。
60年代中期，多道程序批处理系统
不久，分时系统、实时系统
80年代，微机及网络操作系统
推动操作系统发展的因素？
1计算机硬件升级和信硬件的出现
2提供新的服务，方便使用
3提高计算机资源利用效率
4更正软件错误
计算机体系结构的发展：单处理机系统、多处理机系统、分布式系统、计算机网络
手工操作时期，没有操作系统
早期的电子数字计算机是由成千上万个电子管组成
操作和编程完全由手工进行，且编程只能用机器语言（二进制代码）
程序员同时也是在上机期间独占整台计算机及其他相关设备，效率非常低。
单道批处理系统，早期操作系统
程序员首先将命令、程序和数据用汇编语言或FORTRAN语言写在纸上，然后用穿孔机职称卡片，最后将这些卡片交给操作员。
批处理程序（又称为监督程序，或管理程序），管理应用程序的运行。
操作步骤：
收集一批作业卡，用专用i/0计算机将作业逐个读到磁带上保存起来
批处理程序将磁带上的第一个作业读入计算机，运算结束后将结果输出到输出磁带上。
自动读入下一个作业，并运行。
当一批作业全部执行结束后，取下输入磁带和输出磁带，用输入磁带录入下一批作业，将输出磁带送到专用输出计算机，进行脱机打印。
单道批处理系统：评价
解决了作业间的自动转接问题，减少了机器时间的浪费。
不管作业大小，只要它一旦占用处理机开始执行，则它必须一直占据处理机，知道运行完毕。
资源利用率低
对短作业不公平，因为它们等待执行的时间可能远远超过它们实际执行的时间
交互性差，作业由批处理程序控制运行，用户无法实时控制，如果运行中途出现故障，也只能停下来，重新运行。
多道批处理系统
现代意义操作系统
单道批处理系统中，任意时刻只允许一道作业在内存中运行，资源利用率低
为了提高系统资源利用率和系统吞吐量，形成了多道批处理系统
多道是指允许多个程序同时存在于主存中，按照某种原则分派处理机，逐个执行这些程序。
批处理：用户提交的作业首先存放在外存，并排成一个队列。然后，由作业调度程序按照一定的算法从该队列中一次选取一个或若干个作业装入内存执行。
处理机自动切换
当某个程序占用处理机执行过程中遇到了输入/输出语句，可以启动专门负责输入/输出的系统服务程序完成输入/输出操作，而处理机切换到另一个程序执行。
多道程序设计技术
为了提高系统吞吐量和资源利用率，允许多个程序同时驻留内存，使处理机在这些程序之间切换，在一段时间内，执行完多个程序的处理技术称为多道程序设计技术（multiproramming）
现在操作系统大多都采用了多道程序设计技术
多道程序设计技术引发的问题
处理机的分配与回收
内存的分配与保护
i/0设备的共享与效率
文件的有效管理
作业的组织
分时系统与实时系统
多道批处理系统：
提高了资源利用率和吞吐量。但是，批处理系统交互性很差。为了改进响应时间和性能，提供交互式操作环境，导致了分时系统的出现
分时系统的实质是，在多道程序技术的基础之上，为多个用户配置一个联机终端。
前台和后台
分时系统：分时+批处理功能
内存：“前台区”和“后台区”，“前台区”存放按时间片“调入”和“调出”的作业流，“后台区”存放批处理作业。
仅当前台作业调入/调出，或前台无作业可运行时，方才运行“后台区”中的作业。
提供交互式快速的服务，同时在处理机空闲时运行后台较大的批作业。
多道分时系统
允许在内存中同时存放多道作业，并把具备运行条件的所有作业排成一个队列，让它们依次轮流地获得一个时间片濑运行
与单道分时系统相比较，由于作业数据都在内存，不需要调入、调出开销，所以多道分时系统具有较好的系统性能。
现代分时系统都属于多道分时系统。
分时系统为交互式作业提供了快速的响应服务，但还不能满足某些对响应时间要求非常严格的任务需要。
例如，炼钢/炼油控制系统、航空网络售票系统等，对任务的响应时间有更严格的要求
操作系统的进一步发展
个人计算机操作系统：UNIX、OS/2、WINDOWs系列、Windows
NT、LINUX等
网络操作系统：网络接口控制器及一些用于驱动的底层软件，远程登陆软件和远程文件访问软件。
分布式操作系统：将用户的应用程序分布在多台处理机上同时运行。合理的调度个处理机，使整个系统获得最大的并行度。
嵌入式操作系统
（用于工业控制）
1.4操作系统的功能
操作系统的主要任务
管理处理机
管理存储器
管理输入/输出设备
管理数据文件
提供接口服务
接口，指操作系统为用户提供的人机交互界面
命令接口：以命令方式供用户通过键盘终端与计算机交互，如UNIX、DOS
图形化用户接口：Windows系列操作系统则提供了形象、生动的图形化界面，用户只需拖动并点击鼠标，便可轻松操作计算机
程序接口：以系统调用的形式供用户编程时使用。几乎各种操作系统都提供了系统调用，供程序设计
处理机管理
进程控制:创建和撤销进程以及控制进程的状态转换
进程同步：协调，互斥访问临界资源（？如多个打印机打印的内容），协调执行进度
进程通信：进程间的信息交换
进程调度：按一定算法从进程就绪队列中选出一个进程，把处理机分配给它，使之运行。
存储器管理任务
为多道程序的并发执行提供良好的环境
便于用户使用存储器
提高存储器的利用率
为尽量多的用户提供足够大的存储空间
存储器管理功能
内存分配：静态分配/动态分配、连续分配/非连续分配
内存保护：系统内存空间、用户内存空间
地址映射：逻辑地址-&物理地址
内存扩充：虚拟存储技术
设备管理任务
为用户程序分配i/0设备
完成用户程序请求的i/0操作
提高处理机和i/0设备的利用率
改善人机界面
设备管理功能
设备处理：启动设备、中断处理
虚拟设备功能
RAID技术、磁盘调度
文件管理任务
管理用户文件和系统文件
管理文件的存储空间
保证文件数据的安全
方便用户使用文件
文件管理功能
文件目录管理
文件的逻辑组织与访问方式
存储空间的管理：文件的物理组织、空闲磁盘空间的管理
文件共享与安全
1.5现代操作系统的特征及基本概念
现代操作系统的特征
任务并行性：宏观上，指系统中有多个任务同时运行；微观上，指单处理机系统中的任务并发，即多个任务在单个处理机上交替运行（实际上串行）；或多个处理机系统中的任务并行，即多个任务在多个处理机上同时运行。
资源共享性：宏观上，指多个任务可以同时使用系统资源；微观上，指多个任务可以交替互斥的使用系统中的某个资源（实际上也是串行）。
虚拟性：指将一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。如，采用分时技术，将一台处理机虚拟为若干台处理机。还可以虚拟存储、虚拟设备、虚拟通道、虚拟文件、虚拟用户组以及虚拟网络等。
& 不确定性
1程序执行结构不确定，程序不可再现
2多道程序环境下，进程以异步方式执行。
多道程序设计
：指，系统中允许多道程序同时准备运行，当正在运行的那道程序因为某种原因（比如等待输入或输出数据）暂时不能继续运行时，系统将自动地启动另一道程序运行；一旦原因消除（比如数据已经到达或数据已经输出完毕），暂时停止运行的那道程序在将来某个时候还可以被系统重新启动继续运行。
引发的问题
协调因争夺处理机或者输入/输出设备而产生的冲突，解决同步、互斥和死锁问题。
防止各道程序之间的交叉和冲突，防止作业有意无意地破坏。
必须建立高效、可靠和方便的文件系统，有效地管理和存取系统中的软件资源和辅存空间
进程与线程
进程是指，程序的一次执行，包括可执行的程序、程序所需的数据和相关状态信息。进程是拥有资源的最小实体，在传统OS中，进程同时也是系统调度的最小单位。
线程是指，程序的一次相对独立的运行过程；在现代OS中，线程是系统调度的最小单位。
作业时指计算机用户在一次上机过程中要求计算机系统为其所做工作的集合；作业中的每项相对独立的工作称为作业步。通常，人们用一组命令来描述作业；其中，每个命令定义一个作业步。
作业的基本类型
在经典的多任务操作系统环境下，任务与进程是等同的，都被认为是系统的最小工作单位
任务是从系统资源分配的角度描述程序在系统中的运行
进程则从处理器利用和工作流程控制的角度描述程序的执行。
程序员习惯于称呼进程，而工程师则习惯称呼任务
系统调用时操作系统提供的最基本的一级服务，供用户程序调用。
系统调用只能在程序中作为程序语句使用，不能单独使用。
英文Interface在操作系统中具有接口和界面两种含义。
接口多用于描述系统硬件之间的连接关系，以及软件和程序模块间的调用关系，如总线接口、打印机接口等。
界面多用于描述用户与系统之间的操作环境，以及人机之间的交互方式和过程，如字符界面、图形用户界面等。
定义：为了能在有限的内存空间中运行更大、更多的进程(程序)，可以将一部分磁盘空间虚拟为逻辑内存，使用户感觉到一个比物理内存空间大得多的逻辑内存空间，即实际物理内存空间与虚拟的那部分逻辑内存空间的总和，统称为虚拟内存空间。
特点：有了虚拟存储技术，进程执行时，只需要预先在物理内存中装入进程的一部分程序代码和数据，进程即可开始执行。
当需要的程序代码和数据不在物理内存时，根据需要临时装入，而整个操作对用户透明。
文件是若干相关数据的集合，有的操作系统将程序、数据以及各种外部设备统统称为文件。唯一的文件名
对文件的操作包括文件的建立、修改、删除、重命名、设置访问权限等。
概括的说，文件就是命名了的字节流，它是现代操作系统对计算机系统中种类繁多的外部设备进行高度抽象的结果。
1.6操作系统分类
按照硬件平台系统结构不同分类：
单机操作系统、嵌入式操作系统和多机操作系统（并行操作系统、分布式操作系统、网络操作系统、机群操作系统等）
根据操作系统在用户界面的使用环境和功能特征的不同分类：
批处理系统、分时系统和实时系统
现代操作系统通常兼有分时和批处理功能
批处理操作系统
工作方式：
一批作业首先在外存上排成一个队列；
然后，由作业调度程序负责从该队列中选取一个或多个作业进入内存，并分别为他们建立进程，使若干进程共享包括处理机，内存空间在内的系统资源，以提高资源利用率和系统吞吐量。
主要优点：多道程序由操作系统自由调度执行，大大降低了人工干预对系统性能的影响，资源利用率高，系统的吞吐量大。
（1）&&&&&&
交互性很差，修改和调试程序及其困难，
（2）&&&&&&
增加了作业的平均周转时间。作业在外村排队，等待调度进入内存。进程在内存排队，等待获取所需的系统资源。
分时操作系统
提供了一个多用户工作环境，一台主机连接若干台终端，每台终端一个用户使用。
用户交互式地向系统提出联机命令请求，系统接收所有用户的命令，采用分时原则处理服务请求，再通过交互式终端显示执行结果。
多路性：一台主机上同时连接多台终端
独立性：每个用户各自通过自己的终端进行输入/输出，互不干扰。用户感觉自己独占终端和主机资源。
实时操作系统
能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行的操作系统。
设计目标：对外部请求必须及时响应，在严格规定的时间内完成某事件，要求系统具有极高的可靠性和完整性。
网络操作系统
指，在计算机网络环境中提供网络管理通信，安全、资源共享和各种网络应用等功能的操作系统
目标：为了实现网络中各计算机之间额通信和网络资源共享，提高网络资源的利用率和网络的吞吐量。
分布式操作系统
分布式系统是指多个处理机通过通信线路互连而构成的系统，系统的处理和控制功能分布在各个处理机上。
配置在分布式系统上的操作系统成为分布式操作系统，它负责分布式系统中任务分配、资源管理等功能服务。
分布式系统与计算机网络区别
1分布式系统中的所有资源都是共享的，由分布式操作系统进行集中、统一管理。整个系统对用户透明。
2计算机网络中允许每台计算机配置自己的操作系统，通过网络协议实现网络资源的统一管理，网络操作系统可以架构于不同的操作系统之上，范围很广。网络操作系统也不要求对网络资源进行透明访问，用户可以清楚地知道提交的任务在哪台计算机上完成的。
嵌入式操作系统
指运行在嵌入式系统环境中，对整个嵌入式系统以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行协调、调度、指挥和控制的系统软件。
嵌入式操作系统在工业控制、军事及民用设施中有着广泛的应用前景。
1.7现代主流操作系统简介。
Windows是一个多任务操作系统，它允许用户同时运行多个应用程序，或在一个程序中同时做几件事情。系统为每个应哟个程序打开一个窗口。用户可以移动窗口，或在不同的应用程序之间切换。
NT及Windows 2000都属于多用户操作系统。Windows
NT支持对称多处理机、多线程、多个可装卸文件系统，兼容POSIX标准（使操作系统具有移植性）
UNIX操作系统
UNIX是一个由C语言编写的、多用户多任务操作系统。(多进程)
已应用于从嵌入式处理器到工作站、桌面系统，乃至服务于大群用户的高性能多处理机系统
Linux操作系统
Linux是UNIX变种，是一个源代码开放的、多用户操作系统。
Linux支持多用户、多任务、分页式虚拟存储、动态链接库、动态调整文件系统缓冲区大小等功能。
其网络功能非常强大，几乎能与当前绝大多数网络互连。
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