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引言 第一章 引言 计算机系统的组成 硬件 系统程序 应用软件 什么是操作系统 计算机硬件的扩充 隐藏计算机硬件的细节 展示给用户一个虚拟的机器，易于使用 资源管理器 每一个程序占用一定的时间量的资源 每一个程序占用一定的数量的资源 操作系统的历史 (1) 第一代 1945 - 1955 电子管式计算机 第二代 1955 - 1965 晶体管，批处理式系统 第三代 1965 – 1980 集成电路，多道处理 第四代 1980 – 现在 个人计算机，工作站 (网络操作系统，分布式操作系统) 操作系统的历史(2) 早期的批处理系统 把卡片装在上 把卡片读到磁带上 把磁带放在7094上，执行计算 把磁带放在1401上，执行打印输出 操作系统的历史(3) 典型的批处理作业的结构 – 第2代 操作系统历史(4) 多道程序系统 内存中有三道作业 – 第3代 第四代 1980 – 现在 个人 计算机操作系统 CP/M (微计算机的控制程序) DOS (磁盘操作系统) ? MS-DOS GUI (图形用户界面) Windows ? Windows 95/98/Me Windows NT ? Windows 2000 ?Windows XP UNIX: X Windows, Motif Linux, Gnome, KDE 操作系统分类 主机操作系统 例如: OS/390, OS/360 服务器操作系统 例如: UNIX, Windows 2000, Linux 多处理器操作系统 个人 计算机操作系统 Windows 98, 2000, XP, Macintosh, Linux 实时操作系统 硬实时系统: 必须在规定的时间内完成操作. 掌上计算机操作系统 PDA，移动电话 嵌入式操作系统 电视机，汽车，MP3，QNX，Vxworks 传感器节点操作系统 - TinyOS 智能卡操作系统 Java Virtual Machine (JVM) 计算机硬件回顾 (1) 个人计算机的组成 计算机硬件回顾 (CPU) (a) 三级流水线 (b) 超标量CPU 计算机硬件回顾 (内存) 典型的内存层次结构 各层的数据仅供参考 计算机硬件回顾 (磁盘) 磁盘驱动器的结构 计算机硬件回顾 (5) 一个基地址限制对和两个基地址限制对 计算机硬件回顾 (I/O) (a) 启动设备和中断处理 (b) CPU如何中断 计算机硬件回顾 (总线) Pentium 系统的结构 操作系统概念 (进程) 进程是程序的执行. 有关进程的信息存于一张操作系统表，这张表称之为进程表。 命令解释器或称shell读取命令，它也是一个进程。 如果一个进程能够创建一个或多个进程 (子进程) 并且这些进程又创建子进程,则建立了一个进程树结构. 在UNIX中,有一个所有进程的祖先进程. 操作系统概念 (进程) 一颗进程树 A创建了两个子进程, B和C B创建了三个子进程, D, E, 和F UNIX 系统中的进程树 操作系统概念(进程) 进程间的同步或合作称之为进程间通讯。 信号（ signal） 可能会导致进程停止运行，或执行一个指定的过程。 每一个使用系统的用户有一个用户标示UID，同样进程也有一个进程标示PID 。 用户可分为组，每一组有一个GID 。 超级用户 (UNIX中为root) ，在系统中具有特殊的权力。 操作系统概念 (存储和文件) 在虚拟存储系统中，操作系统保存一部分地址空间在内存中，另一部分在磁盘. 文件系统给用户提供一个友好的设备独立模型。 目录将文件组织在一起。 路径名用于指定一个文件的位置。 根目录是目录树中的顶层节点，在Unix中, / 是根目录。 每一个进程有一个当前工作目录 (pwd). 操作系统概念 (文件) 某大学系的文件系统 操作系统概念(文件) 如果对一个文件的访问被允许，则系统返回一个整数称之为文件描述符 。 在UNIX中， 文件系统的安装用于处理可移动的介质 (mount)。 在UNIX 的/dev 目录下有两种特殊的文件 ： 块设备文件 (磁盘) 和字符设备 文件 (打印机，调制解调器等)。 管道是一种特殊的伪文件，可用于连接两个 (例如：ps –aef | more). 操作系统概念(文件) 安装前, 软盘上的文件不可访问 把软盘装在b上, 软盘上的文件是文件目录树上的一部分 操作系统概念(管道) 两个进程由管道连接 操作系统概念(安全和Shell) UNIX中的文件由9位保护码保护 。 保护码由3个3位的域组成，分别对应于文件主、同组用户以及其他用户。 每一个域分别有1位表示读、写、和执行的权利 。 UNIX 命令解释器称之为 shell. 流行的shell有多种，包括sh, csh, ksh, 和bash