【2017年整理】操作系统原理与Linux实例设计--一.ppt

操作系统原理与Linux实例设计; 教师：吴正华 学历：博士 邮箱：wzhzxwz@ 电话 在本科和硕士研究生阶段所学专业为： 电子仪器及测量技术 期间从事有关航空航天方面电子仪器的研发与维护 在博士阶段所学专业为： 生物医学工程 目前的研究方向为： 人工智能; 第一章 概 述 （电子）计算机的发展 电子管时代：1945年底---1946年初，第一台计算机问世，美国 加州大学，18000个电子管，86000个其它元件，5000次/秒，150平米，30吨。46-59年，科学计算及工程计算。 晶体管时代：60—64，分离晶体管搭建，出现各类高级语言，体积、价格下降，适用于商业、大学、政府。磁带存储。 中小规模集成电路时代：65—70，体积更小、价格低，可靠性高。 大???模集成电路时代：集成度越来越高，时钟频率很高，运行速度快，应用到各行各业。 ;概括发展趋势和特点 1)完成同样功能而言，体积变得越来越小；但同时出现体积超大的巨型机。 日本研制的“空间立方体”，2*2*1.7英寸。“走鹃”占地480平米，278个机柜，220吨，耗电2.35兆瓦（2350千瓦） 2) 速度变得越来越快 现在的PC机可每秒几百万次。2004，NEC的“地球模拟器”第一，“曙光4000A”第十，运算能力8万亿次/秒。2008.6月数据，IBM的“走鹃”第一，达1026万亿次/秒，用130536个CPU，“蓝色基因”478万亿次/秒。 3) 应用越来越广 ; 计算机的基本组成框图 ;按计算机的功能强弱划分： 巨型机 大型机 中型机 小型机 微机（PC机） 单板机 单片机;单板机和单片机的操控者基本上是直接和硬件打交道，功能简单，硬件的使用者对硬件很熟悉，不需要在使用者和硬件之间架设额外的通道，即不需要操作系统。 而对其它类型的计算机，硬件相当复杂，使用者不再可能了解它详尽的细节，需要设备的制造商或专门的机构提供一套能和这些硬件很容易打交道的软件系统，这套系统就叫操作系统。;1.1 计算机系统资源与操作系统 从多个不同的角度来理解什么是操作系统： 用户环境的观点 提供了一个与硬件打交道的环境----接口：用户接口，程序接口 2. 虚拟机的观点 不再考虑实际的机器。比如，操作系统提供的某个功能可能是机器硬件的几个功能简单组合没法完成的，好比是一台硬件更为复杂的机器之所能。;3. 资源管理的观点 管理着全部的硬件资源和一部分软件资源，具体如下： （1）监视资源 （2）分配资源 （3）回收资源 （4）保护资源 该观点是主流观点，本课程将主要以它为线索展开。 4. 作业组织的观点 用户让计算机完成的各种任务可以称为作业，如何利用系统资源来完成这些作业，比如谁先谁后，是否交叉等。;操作系统的定义： 是 计算机系统中的一种最基本的系统软件，管理和控制计算机系统的硬件和软件资源，合理地组织计算机的工作流程，以便有效利用这些资源为用户提供一个功能强、使用方便的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口的作用。 系统软件与应用软件的关系;1.2 操作系统的发展 分类：单道程序的实时系统 多道程序批处理系统 多道程序的分时系统 微机操作系统 网络操作系统 1.2.1 推动操作系统不断更新的因素： （1）计算机硬件升级和新硬件的出现 （2）提供新的服务，方便使用 （3）提高计算机资源的利用率 （4）更正软件错误 （5）计算机体系结构的发展;1.2.2 操作系统发展的几个典型转变 从简单到复杂，从单道到多道，从实时到分时。 1.2.3　操作系统的进一步发展 网络操作系统，分布式操作系统，嵌入式操作系统。 个人操作系统：ＵＮＩＸ、ＯＳ／２、Ｗｉｎｄｏｗｓ系列、 ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ、　Ｌｉｎｕｘ。;1.3 现代操作系统的设计概述 图1.2 软件设计的典型过程;1.3.1　操作系统的功能性需求 接口功能 （１）命令接口 　　　有字符方式和图形方式之分。（能否有声音） 　　　有联机命令和脱机命令。 （２）程序接口 　　提供给用户程序调用的一系列现成的程序。（ＡＰＩ）;２．处理器管理功能 （１）进程控制 （