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chap3 操作系统原理Principle of Operating System 教 材 1.教材： 《操作系统原理及实验》 郑增威主编 浙江大学出版社 2.操作系统相关网页： 国内精品课程网站: /index 国外院校课程网站： /OperatingSystems/ 操作系统的百科全书： /wiki/List_of_operating_systems 中国领先的IT技术网站： /linux/ 课程考核方式 平时表现：10％ 作业：10%，包括BB平台上的在线测试和书面作业 缺勤：倒扣分，扣完为止 实验：20%，完成实验报告 期中考试：30％ 闭卷 期末考试：40％ 闭卷 第一章 操作系统概述 计算机系统 完整计算机系统由硬件和软件两大部分组成。 硬件：又称“裸机”，由中央处理器（运算器和控制器）、存储器、输入设备和输出设备等部件组成，它构成了系统本身和用户作业赖以活动的物质基础。 软件：包括应用软件、支撑软件和系统软件。 应用软件：为解决某类应用需要或某个特定问题而编制的程序，如学生成绩管理软件、飞机订票系统、财务应用软件等； 支撑软件：是辅助计算机技术人员从事软件开发工作的软件，如各种开发工具、测试工具等； 系统软件：如操作系统、各种语言的编译程序和解释程序、汇编程序、连接装配程序、数据库管理系统等 计算机系统的层次关系 操作系统(Operating System) 操作系统作为所有软件中最基础、最核心的部分，是控制和管理计算机系统各种硬件和软件资源，有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户和计算机硬件之间的接口。 操作系统是管理系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的最基本的一种系统软件。 操作系统的作用 对内是“管理员”，对外是“服务员”： OS作为用户接口和服务提供者 OS作为作为扩展机或虚拟机 OS作为资源管理者和控制者 操作系统的目标与功能 功能 操作系统作为控制应用程序执行的系统软件，作为分配系统硬件和软件资源的管理者，充当着应用程序和计算机硬件之间的媒介。 目标： 方便：操作系统要让计算机更易于被用户操作、使用； 有效：操作系统允许用户更有效地使用计算机系统资源； 扩展性：在构造操作系统时，应该允许在不妨碍服务的前提下有效地开发、测试和引进新的系统功能。 操作系统与支撑软件及应用软件的区别 程序意图不同； 操作系统是软件系统的核心，是各种软件的基础运行平台； 通用操作系统提供共性功能支持，与硬件相关但和应用领域无关； 支撑软件及应用软件不能直接而只能通过操作系统来使用计算机系统的物理资源。 操作系统——资源管理器 In simple terms, an operating system is a resources manager. It manages all the available resources on a computer. 操作系统的资源管理技术1 资源复用 空分复用共享---该资源可进一步分割成更多和更小的单位供进程使用。内存 时分复用共享---并不把资源进一步分割成更小的单位，进程可在一个时间片内独占使用整个物理资源。分时系统 资源虚化 资源抽象 操作系统的资源管理技术2 资源复用 资源虚化 是对资源进行转化、模拟或整合，把物理上的一个资源变成逻辑上的多个对应物的一类技术。 虚化的例子—虚拟设备、虚拟存储器、虚拟屏幕(终端)、虚拟信道，虚拟文件系统VFS 。 资源抽象 操作系统的资源管理技术3 资源复用 资源虚化 资源抽象 资源抽象用于处理系统的复杂性，重点解决资源的易用性。 资源抽象指通过创建软件来屏蔽硬件资源物理特性和接口细节，简化对硬件资源的操作、控制和使用的一类技术。磁盘设备 单级资源抽象与多级资源抽象。 操作系统中最基础的抽象 进程抽象 是对已进入主存正在运行的程序在处理器上操作的状态集的抽象。 虚存抽象 是对物理主存的抽象，进程可获得一个硕大的连续地址空间来存放可执行程序和数据，可使用虚拟地址来引用物理主存单元。 文件抽象 是对磁盘之类存储设备的抽象。 操作系统的功能 处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理 网络与通信管理 用户接口 接口 命令接口 提供给用户在键盘终端上使用 程序接口 提供给用户在编程时使用 图形接口 命令接口 作业： 指用户定义的、由计算机完成的工作单位，它通常包括一组计算机程序、文件和对操作系统的控制语句。 联机用户接口 由键盘操作命令及命令解释程序所组成 脱机用户接口 为批处理作业的用户提供 由作业控制语言（J