《操作系统第01讲：操作系统的基本概念.ppt

第1讲 操作系统的基本概念 《操作系统》课程特点 操作系统作为最重要的系统软件，具有复杂程度高、生命周期长、正确性难以保证等特点； Linux：200万行C语言源程序； Windows 2000：2500程序员，3200万行代码； Freg Brooks：IBM OS/360操作系统设计者，图灵奖获得者，《人月神话》作者，“一个泥潭，一群史前动物陷入其中而不能自拔”。无数个软件错误，每个错误修改带来新的错误 《操作系统》课程系统讲授操作系统50年开发历史中积累、提炼、抽象出的最重要的概念和方法 从计算机系统整体角度来考虑问题 来源于实践、应用于实践 《操作系统》学习目标 理解操作系统的基本概念和基本原理 通过实践，掌握操作系统的结构、主要功能和实现思想 了解当前流行的操作系统(Unix, Linux, Windows) 为进一步使用操作系统服务 教材 本讲内容：操作系统的基本概念 系统调用：System Call 进程：Process 系统调用(System Call) 自顶向下的虚拟机观点：操作系统屏蔽底层操作细节，向所有上层应用提供一组系统调用。 系统调用的执行过程 1－3：read过程调用的参数传递 4：调用read库函数 5：存储系统调用的编号到寄存器中 6：中断指令，请求执行操作系统代码 7：根据编号获得系统调用实现代码地址 8：执行系统调用 9：系统调用结束，返回到库函数 10：返回到用户程序 11：过程返回的处理 为什么系统调用不做成库函数形式？ 某些原始操作系统就是一个函数库，供应用程序直接调用 IC卡操作系统 问题：绕过操作系统，自己编写代码直接对硬件操作 严重的安全隐患：一个应用程序出现错误，可能导致整个计算机系统崩溃 只能由OS系统对硬件操作，不允许应用程序直接操作硬件 对硬件操作的指令称为特权指令，其它指令成为非特权指令 CPU分核心态和用户态两种状态：处于核心态CPU能执行所有指令；处于用户态的CPU只能执行非特权指令； CPU有PSW（程序状态字）寄存器，记录当前CPU模式 CPU模式转换 核心态到用户态：特权指令CPU模式指令，设置PSW寄存器 用户态到核心态：非特权指令INT中断指令 INT指令和CPU模式转换 计算机启动后CPU处于核心态，执行OS系统的代码； OS设置CPU模式为用户态，执行应用程序 应用程序执行INT中断指令，请求执行OS的系统调用 CPU执行INT指令 OS进行安全性检查，判断是否执行系统调用 OS根据编号和系统调用向量表，得到系统调用实现代码的地址 OS执行系统调用代码 OS恢复应用程序的运行状态，并转到2； 为什么传递系统调用的编号 安全原因：由应用程序指定要执行OS代码的地址，可能带来安全隐患 执行OS第1000行代码、执行OS第2000行代码； 兼容性：操作系统不断发展，实现代码会改变；通过向量表将应用程序和OS实现代码进行解耦合，实现操作系统的向下兼容 * 计算机专业核心课程 操 作 系 统Operating Systems 第1讲 操作系统的基本概念 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 自我介绍 计算机系“ xxx” 办公室： 联系电话： 电子邮箱： 我对学生要求很高 期望每个学生都能学有所长 每次考试都有10%以上的同学不及格 课后作业很多，实验工作量很大，且对抄袭行为实行“零容忍”政策 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 有哪些操作系统？ 手机操作系统：Google的Android、苹果IPhone、IPad的IOS操作系统；微软的Winows Phone；Nokia的Symbian； PC操作系统：微软的Dos、WinXP、Win7；苹果的MacOS; 服务器操作系统：IBM AIX、HP-UX、Solaris等UNIX系统；开源的Linux系统；微软的windows 2003； 主机操作系统：IBM的OS 390等 嵌入式操作系统：运行在各种设备里，IC卡、汽车、家电、飞机等； 网络操作系统：运行在各种联网设备上，思科(CISCO)公司的路由器操作系统IOS 分布式操作系统：将联网的计算机组织成一个虚拟的计算机，提供极大的计算、存储能力，Google的云存储系统； 实时操作系统：有实时性要求的环境中，例如导弹、卫星、宇宙飞船、核电站等； 操作系统在信