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第一章 绪论 操作系统原理Principles of Operating System 2011年2月 计划安排 总课时：56学时 理论教学：44课时 实验教学：12课时 本课程地位 专业核心课程 考研核心课程 技术开发的理论基础 学习方法 认真学习 积极思考 加强交流 开阔眼界，打开思路 本课程主要内容 第一章 操作系统概论 第二章 处理器管理 第三章 同步、通信与死锁 第四章 存储管理 第五章 设备管理 第六章 文件管理 第一章 操作系统概论 1.1 操作系统概观 1.2 操作系统的形成和发展 1.3 操作系统纵览 1.1 操作系统概观 一、操作系统的定义 你所用过的操作系统 你知道下列哪些是操作系统吗? DOS LINUX WINDOWS TURBO-C WORD FOXPRO UNIX VI 一个C语言源程序 流行的操作系统 微软：Windows系列（以前MS-DOS） UNIX家族：Solaris, AIX, HP UX, SVR4, BSD, ULTRIX 自由软件：Linux, freeBSD, Minix IBM: AIX, OS/390, OS/2, OS/400, PC DOS 其他：Mach，Mac OS, NetWare,…… 你用过的操作系统能做什么? 各种命令：dir copy del format 启动、结束用户程序 系统调用：例如INT指令 WINDOWS、UNIX 等提供多任务或多用户环境 你知道操作系统不能做什么? 不做天气预报 不做房屋设计 不是编译程序 总之，操作系统不直接解决最终具体应用问题，也不负责编译源程序... 操作系统是什么 操作系统为你完成所有 “硬件相关、应用无关” 的工作，以给你 方便、效率、安全 1.操作系统定义 操作系统（OS:operating system）：管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户提供方便而有效地使用计算机良好运行环境的最基本的系统软件。 2.操作系统的地位 二、操作系统的作用 （1）操作系统作为资源的管理者和控制者。 资源管理对象： 硬件资源：处理器、存储器、外部设备等 信息资源：程序和数据 资源管理的内容： 记录资源使用情况，确定资源分配策略，实施资源的分配和回收等 资源管理的技术： 资源复用 空分复用共享：例如主存和辅存 时分复用共享：例如处理器 资源虚化（虚拟） 把一个物理实体映射为若干个对应的逻辑实体。虚拟是操作系统管理系统资源的重要手段，可提高资源利用率。 例：CPU－－每个用户（进程）的虚处理机 存储器－－每个进程都占有的地址空间（虚拟主存） 显示设备－－多窗口或虚拟终端 资源抽象 资源复用和虚化主要解决物理资源不足的问题，资源抽象解决资源的易用性。 资源抽象是指通过创建软件来屏蔽硬件资源的物理特性和接口细节，简化对硬件资源的操作、控制和使用。 三种最基本的抽象：进程抽象、虚存抽象、文件抽象 （2）操作系统作为扩展机或虚拟机 OS自身包含了若干层软件，因此当在裸机上覆盖上OS后，便可获得一台功能显著增强，使用更加方便，安全可靠性更好，效率明显提高的扩展器或多层虚拟机。 在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理、处理机管理； 另外，为合理组织工作流程：作业管理、进程管理。 （3）操作系统作为用户接口和服务提供者。 操作系统处于用户和计算机硬件之间，用户通过操作系统来使用计算机系统。分两类接口： 操作接口： 操作控制命令： 字符型用户界面：命令行方式、批命令方式 图形用户界面 作业控制语言（命令） 程序接口： 应用程序需要获得操作系统服务，就必须利用系统提供的程序接口——系统调用 三、 操作系统的功能 1.处理机管理 2.存储管理 3.设备管理 4.文件管理 5.网络与通信管理 6.用户接口 1.处理机管理 处理机是最重要的资源，现代操作系统采用多道程序设计技术，组织多个作业并发执行，共享处理机，按照某种算法（分时、优先级）交替地使用处理机。 处理机管理包括： 进程控制和管理 进程同步和互斥 进程通信 进程死锁 线程控制和管理 处理机调度 2.存储管理 存储管理要具备下列功能： 主存分配???????? 地址转换：把程序中的逻辑