农夫的故事(漫谈操作系统)

1. 操作系统的发展
2. 操作系统的功能
3. 操作系统的结构

操作系统的发展

在学操作系统之前,很多同学都会说,干嘛要搞一个操作系统,没事找事????
但是,要知道:人都是一样的,你不想要,计算机科学家们当然也不要。。。
如果能够高效、顺利完成任务,谁愿意搞一个这么复杂的操作系统。。。

举个例子吧
假设我们是农夫,需要加工处理手中的原材料:稻谷啊、麦子(数据)。
要处理这些原材料,我们需要运到指定的工厂去(cpu)。
要把东西运过去,我们自然需要各种运输工具:很多的筐子(慢速存储器)、一辆卡车(快速存储器)。

手工操作系统

我们是个新农夫,一开始,我们没有采取任何策略(没有操作系统)。
有一天,我们需要加工麦子和稻谷,
1.我们到田里收割麦子,放到车上**(1.5h),运过去加工(0.5h),机器运作很快(5min),然后再运回来(1.5h)**。
2.我们再到田里收割稻谷,放到车上(1.5h),运过去加工(0.5h),机器运作很快,然后送回来(1.5h)。

这样,我们发现一共需要花掉了7h10min,但其实加工的时间才有10min。。。
更为令农民不满的是,我为什么要来回两次?,为什么不一次性把麦子和稻谷都运到工厂?
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这就是批处理操作系统的雏形

联机批处理操作系统

现在我们学聪明了,一次性将麦子和稻谷都搬到车上,然后一起运到加工工厂。
这就是联机操作系统的原理。

但是很快,随着农民收割的庄稼越来越多,卡车不能一次性将所有的农产品搬到工厂去了。
他不得不先收割一部分庄稼(1h),运过去(0.5h),加工完成之后,在送回来(0.5h)。
再收割好一部分庄稼(1h),运过去(0.5h),加工完成之后,再送回来(0.5h)。

有一天,我们想到了一个好办法。农夫对妻子说:"我在运送庄稼去工厂的时候,你能不能先帮我把庄稼割好,装在筐子里,这样我把筐子一装就可以走了。"

这就是脱机操作系统

脱机批处理系统

如今,农夫在运送庄稼到工厂的时候,他的妻子就会将剩下的庄稼收割好,放到一个个筐子中(卫星机),然后农夫一回来就可以带走庄稼了。

农民使用这种方法,取得了不错的效率,但是,随着农村经济的发展,各家各户需要加工的庄稼都很多,这给工厂设了一道难题?如何同时处理这么多庄稼?

按照之前的做法,工厂的机器一次处理一个农户的庄稼别的农户不得不排队等。而且,机器并没有一直在工作,一个农户处理完一机器庄稼之后,不得不返回卡车,花费很多时间去搬运庄稼。别的农户也就只能干等着,这让排在前面的用户后面来的农户意见很大,开始有人趁着别人回卡车搬东西的时候插队。

对此,老板想出了一个减少后面来的农户的排队时间的方法:
他说:“为了提高机器使用效率,现在开始机器的使用不再完全按照先来后到了,你要是回去搬东西,那么机器就得让出来给下一个人!

这就是多道批处理系统。

多道批处理系统

多道批处理的方法一开始收到了很好的效果。

但是,农民们为了尽可能利用使用机会,一次性加了整整一个机器,但是,机器有时出现故障,很多农民会发现自己加工出来的庄稼有一部分没有加工到位,导致整批庄稼没法吃了

老板又想了一个策略:“每个人轮流用十分钟,然后就拿出来看看加工情况。”

这就是分时系统。

分时系统

随着农民的经济条件越来越好,很多农民开始不想跑这么远到工厂加工了,他们自己买了一台机器,自己真正独占了他。
这就是实时系统。

操作系统的结构

1.模块结构
2.层次结构
3.微内核结构

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写到最后:

为什么我们要学操作系统?

一句话—— 因为操作系统很重要!
为什么操作系统很重要? ——因为没有他,就没有我们现在的计算机。。。

农夫的故事(漫谈操作系统)
为什么这么说呢?大家可以看上面的计算机系统组成结构。
操作系统位于裸机和其他应用程序之间,承担着
承上启下
的作用!
具体来说:
乘上:提供了用户与计算机之间的结构,使得计算机更加易于使用
启下:有效管理计算机中各种资源(运算器、存储器、设备、文件)。

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