《计算机操作系统主讲教师：曹建秋贺清碧.ppt

课程主要内容 操作系统引论（1章） 进程管理（2-3章） 存储管理（4章） 设备管理（5章） 文件管理（6章） 操作系统接口（7章） 系统安全性（9章） *分布式操作系统 本课程的安排 理论（64学时） 60学时的理论教学； 2-4学时的复习课。 实验（16学时） 模拟进程的并发执行；（用C语言、JAVA均可）； 模拟生产者与消费者问题； 模拟先来先服务或优先数调度算法； 认真阅读清华大学实验要求。 参考书： 《计算机操作系统》 汤子瀛等 西安电子科技大学出版社 《操作系统原理DOS篇》 张昆苍 清华大学出版社 《计算机操作系统教程》 张尧学等 清华大学出版社 《OPERATING SYSTEM Design and Implementation》 Andrew S.Tanenbaum等 清华大学出版社 第1章 操作系统引论 操作系统的目标和作用 操作系统的发展过程 操作系统的基本特征 操作系统的主要功能 操作系统的结构设计 **UNIX系统简介 本章作业 1.1 操作系统的目标和作用 一、操作系统目的/目标 二、计算机系统组成 三、 操作系统的作用 二、计算机系统组成 一、操作系统目的/目标 执行用户程序并使用户问题更易解决。 使计算机系统更易于使用（方便性）。 以一种效率的方式使用资源（有效性）. 采用模块化结构,易于增、删、改（可扩充性）。 要求统一开放的环境，能通过网络集成化并正确、有效地协同工作，实现应用程序的移植（开放性） 三、操作系统的作用 Os作为用户与计算机硬件系统之间的接口。 OS作为计算机系统资源的管理者。 OS用作扩充机器 1.3 操作系统的基本特征 并发(concurrence) 共享(sharing) 虚拟(virtual) 异步性(asynchronism) 并发(concurrence) 共享(sharing) 并发和共享是操作系统的两个最基本的特征 二者互为存在条件： ?资源的共享是以程序的并发执行为条件。 ?程序的并发执行也以资源的共享为条件。 虚拟(virtual) 异步性(asynchronism) 1.4 操作系统的功能 一、处理机管理的功能 处理机管理的主要任务： 是对处理机进行分配 对处理机运行进行有效的控制和管理 注：处理机的分配和运行以进程为基本单位，因此对处理机的管理可归结为对进程的管理 处理机管理的功能 进程控制 进程同步 进程通信 调度 二、存储器管理的功能 主要任务 为多道程序的运行提供良好的环境 方便用户使用存储器 提高存储器的利用率 从逻辑上扩充内存 功能 内存分配 内存保护 地址映射 内存扩充 三、设备管理的功能 主要任务 完成用户提出的I/O请求 为用户分配I/O设备 提高I/O设备的利用率及速度 方便用户使用I/O设备 功能 缓冲管理 设备分配 设备处理 虚拟设备 四、文件管理的功能 主要任务 对用户文件和系统文件进行管理 方便用户使用文件 保证文件的安全性 功能 文件存储空间的管理 目录管理 文件的读、写管理 文件的共享与保护 五、用户接口管理的功能 主要任务 方便用户使用操作系统 功能 命令接口 程序接口（系统调用） 图形接口 1.2 操作系统的发展过程 1.2.1 推动操作系统发展的主要动力 不断提高计算机资源利用率的需要 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 （1）人工操作方式 工作流程： （1）由程序员事先穿孔（对应程序和数据） （2）将穿孔的纸带（卡片）装入纸带（卡片)输入机 （3）再启动输入机将程序和数据输入计算机， （4）然后启动计算机运行。 （5）运行完毕取走计算机结果。 （6）下一位用户 人工操作方式带来的矛盾及解决方法 缺点：（1）用户独占全机（资源浪费） （2）CPU等待人工操作：装入时、取走时CPU及内存等资源是空闲。CPU即负责计算，又要负责传输。（即属于单控制方式） 矛盾 人机矛盾即人工操作方式与机器利用率的矛盾 CPU与I/O设备之间速度不匹配的矛盾 解决方法 通道技术、缓冲技术 脱机输入输出方式 （2）脱机输入/输出方式(off-Line I/O） 工作流程：（示意图) 优点：（1）减少了CPU的空闲时间。 （2）提高了I/O速度（与高速的磁盘打交道） 1.2.3 单道批处理系统 1、工作流程： （1）作业合成一批输入到外存上，同时在系统中配上监控程序。 （2）monitor将作业逐个送入内存并运行。 2