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问题八：大学生如何提高交际能力？（倾听能力）

哥，我好羡慕您的交际能力

不要羡慕哥，哥就会送花提包微笑倾听听您的话

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学会“感恩”：对自己对父母对同学对老师对学校对社会

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8.1 操作系统的形成与发展8.2 操作系统实例8.3 什么是操作系统（目标、地位、用户接口、功能）

操作系统

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你如果认为操作系统没用，那是因为你的编程开发处在一个低级的水平上。如果你掌握了操作系统，你

的编程水平将显著提高

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计算机系统的层次结构

操作 系统裸机

系统应用程序

用户程序

操作系统＝软件 = 计算机程序及其有关文档

程序＝算法 + 数据结构 + 程序设计方法 + 语言工具和环境

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什么是操作系统？

我是魔术师：差－好、少－多、

复杂－容易

我是管家：CPU 、内存、外存、 I/O 、

健壮、安全

为什么要学操作系统

我不学 OS ，也可以编程，为

什么要学？

程序怎么运行？正确吗？效率高吗？功能和技巧是基础，

窥探奥秘

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计算机程序的运行至少需要如下 4 个因素：程序设计语

言、编译系统、操作系统、指令集结构（计算机硬

件系统）考研操作系统已是现代计算机系统不可缺少的部分商业软件也只能在操作系统下运行操作系统的性能在很大程度上决定了计算机系统

的性能

为什么要学操作系统

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华东理工大学《操作系统》远程操作实验平台 : http://cs.ecust.edu.cn/os/index/index.html

为什么要学操作系统

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操作系统的学习，可以达到三个不同的级别：概念级：掌握操作系统的基本概念，可以应付考

试，但基本上没有太多的实际用途命令级：掌握操作系统的命令，可以达到实用目

的，做到最基本的理论与实际相结合，但这是表

层的使用，也不够专业系统级：掌握系统结构和概念的具体实现，使用

系统命令和调用，用程序来使用和控制计算机的资

源，可以达到理论与实际的完美结合，这才是专业

级的学习目的

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计算机专业的学生，至少要学的三个操作系统：DOS ：许多应用系统、掌握和学习硬件的最好环境WINDOWS ：为什么不能在核心部门使用，从操作

系统内核方面去研究UNIX ：是一个几乎囊括了所有操作系统理论的操作

系统，它可以在任何一台计算机上运行

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8.1 操作系统的形成与发展

推动 OS 发展的动力：

社会基本矛盾是社会发展的根本动力

（ 1 ）不断提高计算机资源利用率

（ 2 ）方便用户

（ 3 ）器件的不断更新换代（硬件成本的下降）

（ 4 ）计算机体系结构的不断发展（计算机功能和复

杂性－攻击者博弈）

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1.状态机 OS （ 1940 以前）

计算机 演算机、差分机、机电式计算机

状态机OS

状态转换程序：根据特定输入和特定的状态进行状态转换

OS 代表 人

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2.单一操作员、单一控制端 0S （ 40年代）

计算机 数字电子计算机埃尼阿克 （ ENIAC ）

SOSC 提供一些标准命令供用户使用。任何时候只能做一件事情

OS 代表 人

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人们用机器语言编程后，用穿孔机将编写好的

程序及相应的数据穿孔在纸带 /卡片上，通过纸

带 /卡片机输入计算机启动计算机执行程序，通过控制台上的开关、

按钮和指示灯来操作和控制程序的执行程序执行完并取走计算结果后，下一个用户才

能使用该计算机高速的 CPU绝大部分时间处于等待慢速的手工

操作和外设运行，计算机资源得不到有效利用

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3. 批处理 OS （ 50 年代）

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计算机 IBM701 、 IBM650 、 IBM705 、 IBM704 、 IBM620 、 IBM7094

Batch OS 让所有的人先把自己要运行的命令列成清单，打印在纸带上，然后交给一个工作人员来一批批处理。同一时间执行一个程序，出现文件

功能 管理文件、读卡器、磁带、打印机

OS 代表 FMS 、 IBSYS 、 UMES

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随着计算机速度的提高，在整个计算中人工操

作所占的比例越来越大。为了尽量摆脱人工的干

预，解决人机矛盾，提高自动化程度，人们研制

了监控程序，由监控程序自动依次处理一系列任

务，于是进入了“单道批处理阶段”。在监控程

序的帮助下一个程序独享计算机资源

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4. 多道批处理 OS （ 60 年代）

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计算机 IBM360 、 PDP-8 、 90列卡片机、系统－ 3 计算机系统

多道 Batch OS 在一个程序输入输出时，让另一个程序继续执行

功能 管理工作、内存（分段管理）、CPU 调度

OS 代表 OS/360

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随着中断技术和多道程序技术的出现，监控程序

发展成为一个重要的软件分支——操作系统。在

批处理操作系统的帮助下，多个程序可以同时运

行，共享资源

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批处理是指用户作业可以成批输入并处理，即将

作业一批一批地输入系统并暂存在外存中，组成

一个后备作业队列每次按一定的调度原则从后备作业中挑选一个或

多个装入主机处理，作业完成后退出主机，作业

的装入和退出均由系统自动实现

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批处理操作系统的特点：优点：系统的吞吐量大，资源利用率高缺点：是用户在其作业运行期间不能在控制台或

终端上请求系统的服务以直接干预其作业的运行

过程，所以不适合做交互性强的工作批处理系统主要配置在较大的计算机系统上，由

于这些机器的硬件设置齐全，价格昂贵，希望有

作业的大吞吐量，以便充分利用系统资源

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5. 分时 OS 、实时 OS （ 70年代）

计算机 伊利阿克 IV巨型计算机 、微处理机 4004 、ATARI-8800 微电脑、苹果 -II型微电脑、手提式微电脑

分时 OS 分给每个人有限时间，只要时间到了，就换一个进程

功能 资源的公平管理（池化、互斥、进程通信）

OS 代表 MULTICS 、 UNIX

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分时是指多个用户对系统资源进行时间上的分享安装有分时操作系统的计算机能为多个终端用户

服务，同时可保证每个用户都能经常与计算机进

行交互在分时操作系统中把 CPU 的时间分成很短的时间

片，在每一个时间片内， CPU 专为一个用户工

作，时间一到，无论工作结束与否 CPU都会暂停

服务，转而为下一个用户工作

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分时操作系统的特点 ：多路性：•宏观上，多个用户通过终端同时工作，共享资源•微观上，各终端作业轮流在自己的时间片内进行处理 交互性：分时系统中用户的操作方式是联机方式。

即用户通过终端采用人机会话的方式直接控制程序

运行，所以在程序运行中，系统与用户可以及时进

行广泛的人机对话

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独占性：由于 CPU 处理的速度大大高于用户操作

的速度，所以尽管 CPU按时间分片为多个用户轮

流服务，每个用户的感觉仍然认为自己好像独占

着计算机系统 及时性：由于时间片很短，每个作业等待运行的

时间不会很长，所以系统对每一个用户的输入请

求能作出较快的响应

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使用时注意最多用户数目：分时操作系统中工作的主动权掌握在计算机手

里，其分时时间片的大小在一定程度上取决于时

间片的切换速度，即随着时间片时间的减少，切

换时间所占的比例随之增大，随着用户数目的不

断增加，这种矛盾会越来越突出所以在使用多用户分时系统时要注意操作系统厂

商提供的最多用户数目

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计算机 伊利阿克 IV巨型计算机 、微处理机4004 、 ATARI-8800 微电脑、苹果 -II型微电脑、手提式微电脑

实时 OS 计算机对这些应用必须在规定时间内作出响应，不然就会发生事故或灾难。所有的任务都在规定时间内完成

功能 进程调度

OS 代表 VxWorks 、 DART

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实时二字的含义是表示“立即工作”，是指计算机

对于外来信息能够以足够快的速度进行处理，并

在被控对象允许的时间范围内作出快速反应所以，实时操作系统具有瞬时响应的本领，使它

在实时控制和实时信息处理领域中备受欢迎。如：工业自动控制导弹发射控制火车、飞机票定票系统、情报检索系统、银行系

统等等

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实时与分时操作系统的区别 ：实时系统一般是专用的，其交互能力比较差，只

允许用户访问数量有限的专用程序，系统响应时

间要求极高分时系统具有很强的通用性，有很强的交互功

能，响应时间可以稍长，以不超过用户的忍耐范

围为限

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注意：总的来说，批处理系统、分时系统和实时系统是

操作系统的三种基本类型而一个实用的操作系统可以是独立的一种系统，

也可以是两两结合或三者兼而有之的通用操作

系统

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6. 现代 OS （ 80年代后）

计算机 PC （苹果、 IBM 、联想、神州……）

现代 OS

主机 OS 、服务器 OS 、个人机 OS

功能 进程、内存、文件、 I/O 、多核……

OS 代表 DOS 、 UNIX 、 LINUX 、 WINDOWS 、MAC

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（ 1 ）网络操作系统网络操作系统是在原来各自计算机操作系统的基

础上，按照网络体系结构提供计算机网络管理、

通信、资源共享、系统安全和多种网络应用服务

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网络操作系统的特点：当计算机系统进入网络后，就必然要与网络中其

它系统和用户交往，实现系统之间的协调与联系为了适应这种情况，网络操作系统除了具有基本

类型操作系统中所应具备的管理功能和服务功能

外，还应具有网络管理和服务功能，主要包括：

网络资源共享 、网络通信 、作业迁移等

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（ 2 ）分布式操作系统真正的分布式操作系统，其定义应为运行在不具

有共享主存的多台计算机上，而在用户眼里却像

是一台计算机其运行的基础是一群联网的计算机，其行为像是

一台虚拟的单处理计算机，用户不必关心计算机

的资源在什么地方、什么时间工作以及资源如何

调配工作等

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分布式操作系统的特点：需要一个全局的文件系统所有 CPU 上运行同样的内核，统一的管理和控制

机构，进行优化的协调工作要有一个单一的、全局的进程通信机制，提供选

择和优化本地和远地的资源利用 有全局的保护机制等注意：目前还不存在完全满足该定义的分布式操

作系统，有些系统也只能称作半分布式系统，分

布式操作系统是当今操作系统发展的一个重要方向

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华东理工大学计算机科学与工程系

网络与分布式操作系统的区别：网络操作系统与分布式操作系统虽然都属于管理

分布在不同地理位置的计算机，但最大的差别是：在网络操作系统中工作，用户必须知道网址在分布式操作系统中，用户可以不知道计算机的

确切地址，尤其是全分布式操作系统，即应该由系

统自动寻找地址，并合理分配各种资源

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五类操作系统为用户服务的方式类比

批处理操作系统

对用户的服务有点像批发商店，顾客购置一大批商品，当然不能着急，允许等一段时间办完

分时操作系统

有点像零售商店，交互性很强，交易时间不能太长，以顾客能忍受的时间为限

实时操作系统

有点像 24小时“全天候服务”的饭店或商店，顾客随时想吃饭或购物都能及时得到满足

网络操作系统

像“电视购物”或网上“电子商务”购物，只要知道电话号码或“网址”，就能得到服务

分布式操作系统

有点像新兴的社区服务公司或咨询公司，客户只要提出服务要求。例如，顾客要购买某一商品，而不必知道在哪里能买到，而由社区服务公司去安排查询后告诉顾客或帮顾客办到

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（ 3 ）通用操作系统同时具备实时、分时、批处理功能按优先级分类处理UNIX 的早期版本是当时通用操作系统的代表

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（ 4 ）微机操作系统单用户单任务一个用户执行一个程序CP/M, MS-DOS

单用户多任务一个用户可以执行多个程序Windows 2000, Windows XP

多用户多任务多个用户可以分别执行多个程序微机版 UNIX 和 Linux

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（ 5 ）多处理器操作系统多处理器系统的优点提高系统的吞吐量和可靠性节省投资多处理器操作系统分类主 - 从模式：易于实现 / 资源利用率低对称模式：资源利用率高多处理器操作系统实例SUN公司的 Solaris

AT&T公司的 UNIX System V4.0 MP版本DG公司的 DG/UX

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（ 6 ）嵌入式操作系统嵌入式计算机嵌入到其他设备中控制被嵌入设备的运行嵌入式操作系统运行在嵌入式计算机中的操作系统Windows CE 、 VxWorks等是常用的嵌入式操作系统

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7.未来 OS （ 2010年后）

计算机 PC （苹果、 IBM 、联想、神州……）

未来 OS

微软 OS 、谷歌 OS 、 MAC 、 LINUX 、因特网操作系统

功能 安全性、易操作性、界面友好……

OS 代表 win8 、 Chrome 、 MAC 、 LINUX 、 phone OS 、 MAC

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8.2 操作系统实例OS

MS-DOS1-7 、 WIN3X 、 WIN95 、 WIN97 、 WIN98 、

WIN2000 、 WINME 、 WINXP 、 VISTA 、 WIN7

MAC 、 Chroem

NOS

WINNT 、 WIN2000 SERVER 、 WIN2003 、 WIN2008

NETWARE

LINUX ：redflag 、 redhat 、 fedora 、 Ubuntu 、 veket

UNIX ：

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1.CP/M （ control program/microprocessor or microcomputer ）微型计算机的第一个操作系统加里 · 基尔代尔（开发 PL/M 语言） 诞生于 1974年的 8 位微型机操作系统主要功能：能够进行文件管理具有磁盘驱动功能可以控制磁盘的输入输出可以控制显示器的显示以及打印机的输出版本： CP/M-80/CP/M-86/CP/M-68K

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2.MS-DOS （ Microsoft Disk Operating System ）

花 2.5万从蒂姆 ·佩特森 QDOS购买改写的 1981 年 8 月 DOS 1.0-2000 年 9 月 MS-DOS8.0

fdisk 、 format 、 dir 、 cd 、 del 、 debug 、 copy……

我国推出基于MS-DOS 的汉字磁盘操作系统 CC-DOS 给青年的

11条忠告

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DOS还有用吗？fdisk

ping

ipconfig /all

net user administrator

debug

sfc /scannow

ghost

......

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3.WIN7

Windows 7 的设计主要围绕五个重点 :

针对笔记本电脑的特有设计基于应用服务的设计用户的个性化视听娱乐的优化用户易用性的新引擎 演示

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4.WIN2008

新的 Web 工具、虚拟化技术、安全性的强化以及管

理公用程序，不仅可帮助您节省时间、降低成本，

并可为 IT 基础架构提供稳固的基础 演示

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5.MAC

1976年，由斯蒂夫 ·乔布斯和斯蒂夫 ·沃兹尼亚克创立世界上第一台个人电脑是由苹果公司是创建第一个开发了具有图形界面及使用鼠标和菜单的操

作系统Mac OS X v10.6 "Snow Leopard"

演示

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6.UNIX1969 年 Ken Thompson 、 Dennis Ritchie 和Douglas Mcllroy 在 AT&T 的贝尔实验室开发技术成熟、可靠性高、网络和数据库功能强、伸 缩性突出和开放性好等特色，可满足各行各业的实 际需要加州大学 Berkeley 分校开发的 BSD产品： FreeBSD ， OpenBSD 和 NetBSD很多公司开发了自己的 Unix ，比如 IBM 的 AIX ， HP 的 HPUX ， SUN 的 Solaris 和 SGI 的 IRIX演示

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7.LINUX1991 年 4月芬兰赫尔辛基大学的学生 Linus

Torvalds想设计一个代替Minix 的操作系统Linux 的基本思想有两点：第一，一切都是文件； 第二，每个软件都有确定的用途Linux 的标志和吉祥物是一只名字叫做 Tux 的企鹅有的 Linux版本通过 CD或者 USB 就能使用，称为 LiveCDFedora Core 、 Red Hat Linux 、 Ubuntu Linux 、 redflag Linux 、 FreeBSD 、 veket……演示

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http://www.lucky8k.com

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8.VxWorks 操作系统是美国 Wind River System 推出的一个实时操作系统 嵌入式 Vxworks 的主要应用领域：数据网络：以太网交换机、路由器、远程接入服务器等远程通讯：电信用的专用分组交换机和自动呼叫分配器， 蜂窝电话系统等医疗设备：放射理疗设备消费电子：个人数字助理等交通运输：导航系统、高速火车控制系统等工业：机器人航空航天：卫星跟踪系统多媒体：电视会议设备计算机外围设备： X 终端、 I/O 系统等演示

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8.3 什么是操作系统

1. 什么是操作系统通俗地讲：操作系统就是计算机系统的“管家”专业地讲：计算机操作系统是方便用户管理和

控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）

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从为用户服务的角度看 :

假如没有操作系统，人们不得不像最早期使用计

算机的用户那样，用一大堆 “ 0” 和“ 1” 的数据来和

计算机进行交流而有了操作系统，对于一个普通的计算机用户而

言，就不一定要知道计算机内部的二进制工作原

理，人们只要利用操作系统在显示器屏幕上给出

的某种界面即可进行各种操作所以操作系统是用户和计算机之间的接口，普通

用户必须通过它才能与计算机进行操作

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从资源管理的角度看 ：操作系统是计算机中各种软硬件资源的管理者，根

据计算机的软件和硬件资源可分成文件管理、存储

管理、设备管理和处理机管理这几个部分的管理功能相对独立又互相关联，它们

协调配合工作，共同完成软硬件资源的管理操作系统所做的工作就是分门别类的进行管理，并

详细记录资源的使用情况，再按一定策略对资源进

行调度分配，为用户服务不同的操作系统管理的策略和方法是不同的

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从管理者角度看：管理工作的含义是管理者按一定的时间和一定的空

间调度所管辖下的人力、物力和财力进行协调工作同样计算机操作系统也有时间与空间管理的概念，

如进程（处理机）管理属于时间管理，存储管理属

于空间管理实际上操作系统是一个人为设计的自动管理者，作

为计算机系统的自动管理者，它需要做到在方便上

机用户的前提下，监督和控制计算机软件和硬件资

源的协同工作，并有效地提高资源的利用率

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总结一下，操作系统是： 软件（程序集合） 计算机与用户之间的友好使者（用户接口） 管理者（管理软件和硬件资源）

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2. 操作系统的目标方便性有效性开放性可靠性可扩充性可移植性

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3. 操作系统在软件中的地位操作系统是计算机硬件上的第一层扩充

实用程序（ Shell 、编辑、编译等）

各种应用程序

计算机硬件

计算机操作系统

编程人员

操作系统设计者

计算机最终用户

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4. 操作系统的用户接口 用户在使用计算机时看到的是操作系统的用户界

面，也称为用户接口。用户在这个界面下与计算

机进行交互和沟通，提交用户的作业在实际操作中，用户通过输入设备（如键盘、鼠

标器、触摸屏等）将要求“告诉”计算机，计算机

收到这些请求后再来为用户服务操作系统的作业管理为用户提供了三种接口：命

令接口、图形接口和程序接口

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（ 1 ）命令接口、图形接口基本任务 :

其一是判别和解释用户输入的操作命令，并将相应

的命令操作转向对应的命令处理程序其二是接收从操作系统传来的信息，然后通过屏幕

提示等方式提供给用户

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命令接口，除了直接用命令外，还有其它方

式，用户可不必事先记住命令及其选择项参

数，就可以和计算机进行交互特别是 Windows 操作系统广泛应用以来，窗口

技术得到了极大的发展，它提供了更友好的“图

形用户接口”

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（ 2 ）操作系统的程序接口为编程人员提供的在程序模式下的系统调用接

口，用它们来请求操作系统服务，简称程序接

口，如 LINUX

用户通过在程序中使用这些系统调用命令来请

求系统提供的服务

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系统调用命令可查阅相应操作系统的《高级程序

员手册》，具体格式因系统而异对于每种操作系统而言，所提供的系统调用命令

条数、格式以及所执行的功能等都不尽相同即使是同一种操作系统，其不同版本所提供的系

统调用命令条数也会有所增减

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5. 操作系统的功能操作系统的用户接口起到了沟通用户和计算机系 统的“桥梁”作用，但从操作系统是管理者的角 度来说，其职能还必须管理计算机系统的软硬件 资源操作系统这个“管家”的管理功能：作业管理进程管理存储管理设备管理文件管理

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作业、进程的名词解释：作业：是指用户在一次计算过程或在一次事务处

理过程中，要求计算机系统所做工作的集合（一

次任务）进程：是操作系统进行资源分配、调度和管理的

最小单位。实质上进程是一个具有独立功能的程

序关于某个数据集合的一次运行。但进程与程序

并不一一对应，一个程序可以对应一个进程，也

可以对应几个进程；反之，一个进程可以对应一

个程序，也可以对应一段程序

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作业调度：确定系统中哪些作业将获得 CPU

进程调度：确定系统中哪个作业中的哪个进程将

获得 CPU

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（ 1 ）作业管理作业管理的功能是提供用户与操作系统的接口，

并对用户作业进行合理调度，以提高系统的吞吐

量和缩短作业的周转时间具体的说：用户是通过命令或者程序（系统调

用）向计算机发出请求，当计算机收到用户请求

后，利用操作系统提供的命令解释来调用相应的

处理程序，有序有效地使用各种系统资源，完成

用户作业的处理

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（ 2 ）文件管理文件管理是对计算机软件资源的管理其主要功能涉及数据存储空间的分配、回收，文

件目录的结构和管理，实现文件的存储和检索等为用户提供方便灵活的文件操作以及实现文件的

共享，并提供文件的安全、保密等措施

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（ 3 ）存储管理存储管理主要指对内存的管理，其主要任务是为

多道程序的运行提供良好环境存储管理为每个进程分配内存，同时应保证各进

程只能在属于自己的内存空间中运行，彼此互不

冲突且不被其他进程破坏使有限的内存能装入尽可能多的作业，提高计算

机利用率

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（ 4 ）设备管理设备管理实质是对 I/O 设备的管理，其中包括对

输入输出设备的分配、启动、完成和回收等设备管理根据一定的分配原则把设备有效地分配

给请求输入、输出的进程，并协调处理机与设备

操作间因速度不同而引起的时间差异，还必须屏

蔽各种设备的物理特性，提高系统总体性能

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华东理工大学计算机科学与工程系

（ 5 ）进程管理进程管理一般又称处理机管理处理机是计算机系统中最主要的资源，在多道程

序系统中，处理机为多道程序共享，这就必然引

起各程序对处理机的争夺因此，处理机管理主要解决在多道程序并发执行

时如何将处理机时间合理地分配给各个进程处理机管理涉及处理机的分配策略、实施方法及

资源的分配、回收等问题

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华东理工大学计算机科学与工程系

等待的事件已发生等待的事件已发生

等待某事件发生等待某事件发生

时间片用完时间片用完

进程被调度进程被调度程序选中程序选中

就绪就绪状态状态

等待等待状态状态

运行运行状态状态

进程状态转换图进程状态转换图

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华东理工大学计算机科学与工程系

操作系统最精髓的两句话

计算机操作系统是方便用户管理和控制计算机软

硬件资源的系统软件操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实

时、网络和分布式）和五大功能（作业管理、文

件管理、存储管理、设备管理和进程管理）

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学习 LINUX 操作系统（ WEB服务器、 FTP服务

器、组网、文件共享、共享上网……）学习 WIN2003\WIN2008 、 UNIX 、苹果