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操 作 系 统 原 理 Operating Systems 叶 斌 EML:yiebing@21 课 程 说 明 先修课程:《数据结构》《计算机组成原理》 后续课程:《操作系统原理实验（Linux内核）》《编译原理》 总学时： 48学时 行课时间从第 1 周开始，平均每周 4 学时 考试时间：课程结束 掌握第 1 —7 章的内容 有关Linux的内容不作考试要求 成绩计算 平时成绩:20%(考勤+课堂表现+作业+课堂测验) 考试成绩:80% 学生的考核资格按下述原则审查： 学生有以下情况之一者，不能参加课程成绩考核，该课程的考核成绩以零分处理。在确定学籍处理、授予学士学位时，该门课程以考核不及格门次参加统计。 全期旷课累计达该课程教学时数五分之一（含五分之一）以上者； 全期缺交该课程任课教师布置作业三分之一（含三分之一）以上者；或全期所交该课程作业，虽达到任课教师布置作业三分之二以上，但所交作业的准确度、整洁度有二分之一不合格者； 全期缺做该课程实习、实验或缺交实习、实验报告达三分之一（含三分之一）以上者；或全期参加该课程实习、实验，所交实习、实验报告都在三分之二以上，但有二分之一不合格者； 未经批准或未办理选课手续，擅自修读该门课程者。 教材和参考资料 汤子瀛，计算机操作系统，西安电子科技大学出版社 ?William Stallings，操作系统—内核与设计原理，电子工业出版社 徐虹、张钟澍、何嘉，操作系统实验指导——基于Linux内核，清华大学出版社 Linux 操作系统结构分析，郭玉东，西安电子科技大学出版社 Andrew S.Tanenbaum，操作系统：设计与实现，电子工业出版社 ?Andrew S.Tanenbaum，现代操作系统，机械工业出版社 操作系统是什么? 为什么需要操作系统? 操作系统如何工作? 这门课学什么? 为什么要学这门课? 这门课如何学? 目 录 第一章：操作系统引论 第二章：进程管理 第三章：处理机调度与死锁 第四章：存储器管理 第五章：设备管理 第六章：文件系统 第七章：操作系统接口 第一章 操作系统引论 什么是OS（Operating Systems） OS的形成和发展过程（类型和特点） 现代OS的特征和服务 现代OS的功能 OS的层次结构模型 Linux 概述 1.1 OS 的概念 计算机系统的构成 硬件 软件 系统软件 支撑软件 应用软件 什么是OS (Operating Systems) 引入OS的目的 操作系统的目标 方便性 有效性 可扩充性 开放性 OS的定义 OS是控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程以及方便用户的程序集合。 研究OS作用的几种角度 资源管理的角度——OS是计算机资源的管理者 用户的角度——用户接口 机器扩充的角度——虚拟机 经OS提供的资源管理功能和各种服务功能把裸机改造成为功能更强使用更方便的机器，称为虚拟机。 在多用户系统中，对每一位用户而言都独占一台处理机。 进程管理的角度 1.2 OS 的发展过程 OS随着计算机技术和应用的日益发展而逐渐发展和不断完善。功能由弱到强。成为计算机系统中的核心。 提高计算机资源利用率。 方便用户 器件的不断更新换代。 计算机体系结构的不断发展 手工操作 运算速度慢，无OS。用户直接用机器语言编程，并独占全部计算机资源。 早期批处理 批处理：操作员把用户提交的作业分类，把一批中的作业编成一个作业执行序列，每一批作业的执行由监督程序（Monitor）自动依次处理。? 运行一个作业： 编译连接运行一个FORTRAN程序，则其卡片叠内容为： $JOB $FTN program to be compiled（源程序卡叠） $LOAD $RUN data for program（数据卡叠） $END 联机批处理：慢速I/O设备和主机直接相连。 脱机批处理 管理作业的运行（装入和运行各种系统处理程序，如汇编，编译，连接装配，程序库等）；完成作业的自动过渡，同时也出现了覆盖等程序设计技术。 多道程序系统 （多道批处理系统） 过程 作业提交——收容或后备——执行（就绪，运行，等待）——完成。在内存中同时驻留几道程序，当一道程序暂时不能运行时，系统马上启动另一道程序。? 多道批处理系统 特征:多道性、无序性、自动调度性（作业调度、进程调度） 。 多道系统需解决的技术问题 同步；互斥；I/O设备分配与共享；内存保护（覆盖，交换，虚拟存储） ；文件访问访问。 多道系统管理程序（现代