操作系统核心概念解析.pptx

操作系统是计算机科学的基础组成部分，它管理和协调计算机硬件与软件资源，提供用户与计算机硬件之间的接口。在本章中，我们将深入探讨操作系统的核心概念，包括其目标、作用，以及批处理系统和分时系统的区别。操作系统的四大目标是：方便性、有效性、可扩充性和开放性。

• 方便性：操作系统通过提供用户友好的界面使得用户可以方便地操作计算机。

• 有效性：关注提高系统资源的利用率，例如通过优化处理机、存储器、I/O设备和文件管理来提升系统性能。

• 可扩充性：操作系统应易于添加新功能和模块。

• 开放性：强调遵循标准，增强软硬件兼容性。

操作系统的主要作用之一是作为用户与计算机硬件之间的接口。用户可以通过命令行、系统调用或图形用户界面与操作系统交互，获取其服务。此外，操作系统还扮演着计算机系统资源管理者的角色，负责处理机的分配和控制、存储器的管理、I/O设备的分配和操作以及文件的管理。

接下来，我们讨论批处理系统。单道批处理系统在内存中只有一道程序，导致资源利用率低且不能充分利用并发处理能力。计算CPU利用率的公式是：CPU利用率 = 有效工作时间 / 总时间。相比之下，多道批处理系统允许多个程序同时在内存中运行，显著提高了资源利用率和系统吞吐量，但延长了平均周转时间，并缺乏交互性。

分时系统与批处理系统不同，它具有多路性、独立性、及时性和交互性。

• 多路性：允许多个用户通过终端同时使用系统。

• 独立性：确保每个用户的操作互不影响。

• 及时性：确保用户请求能快速响应。

• 交互性：让用户能够与系统进行实时交互。

实时系统又分为周期性和非周期性任务，以及硬实时和软实时任务，前者对截止时间的要求更为严格。

分时系统和实时系统的比较主要在于多路性、独立性、及时性和交互性的具体应用和要求。分时系统更注重用户体验，实时系统则强调满足严格的控制截止时间，可靠性要求更高。