第1章_概述.ppt

操作系统Operating Systems 谌卫军 清华大学软件学院 教学安排 第一章 操作系统概述 1.1 计算机概述 1.2 操作系统的概念 1.3 操作系统的发展历史 1.4 操作系统的类型 1.5 操作系统需要的硬件特性 在硬件上如何支持？ 最简单的做法：基址寄存器和边界寄存器 程序B 程序A 程序C 内存 基址寄存器 边界寄存器 在开始运行一个程序时，由操作系统负责给基址寄存器和边界寄存器设置相应的值 虚拟存储技术：把内存和外存结合起来使用，硬件 提供虚、实地址映射的机制。 中断对于操作系统的重要性 就像机器中的驱动齿轮一样 有人把操作系统称为是由 “中断驱动”或者 “（中断）事件驱动” 四、中断机制 一些分时操作系统 CTSS： 由MIT开发； 最早的分时系统之一； 在调度方面进行了一些开拓性的工作； MULTICS： 1963年，由MIT、贝尔实验室和GE联合开发； 设计目标是“公用计算服务系统”，大量用户 终端通过电话线接入计算机主机； 系统庞大而复杂，研制难度超出了所有人预料, 贝尔实验室和GE先后退出。于1969投入使用； 引入了许多现代操作系统领域概念雏形，对 随后操作系统的发展有着巨大的影响。 MULTiplexed Information and Computing Service UNIX： 1969年，贝尔实验室的Ken Thompson在MULTICS上编写了一个叫“太空旅行”(Space Travel)的游戏，模拟一个飞行员驾驶一艘宇宙飞船在太阳系当中遨游，并且可以在各种星体上着陆。后来他们对MULTICS的访问被关闭了，因此Thompson在贝尔实验室找了一台无人使用的PDP-7计算机，然后和Dennis Ritchie在一台GE-635计算机上，利用其GECOS所提供的一个交叉汇编器，把空间旅行游戏用PDP-7汇编语言重新编写，然后用穿孔纸带把它转移到PDP-7上； 后来，Thompson和Ritchie等人开始为PDP-7编写一个新的操作系统。在写好了文件系统和一组基本的软件工具以后，他们编写了一个PDP-7的汇编器，这样他们就能够直接在PDP-7上编程了。到了1970年，操作系统的基本元素都已经完成了，他们给系统起了一个名字UNIX (UNICS:UNiplexed Information and Computing Service); 1970年夏，研究小组得到了一台新机器PDP-11，因此把Unix系统从PDP-7移植到PDP-11，这项工作非常繁琐，因为整个系统都是用汇编语言来编写的。研究小组开始考虑用高级语言来重写整个系统，以提高系统的可移植性和可懂性； 于是Thompson发明了B语言，但这种语言过于简单，数据无类型。1972年，Ritchie发明了著名的C语言，因此两人把整个系统用C语言重写了。 由于两人的杰出工作，1984年他们获得了ACM图灵奖。 Unix是用高级语言编写的，能够在不同的硬件 平台之间移植，是一种能够在笔记本电脑、PC 机、工作站甚至是巨型机上运行的操作系统； Unix是现代操作系统的代表，Unix运行时的安全 性、可靠性以及强大的计算能力赢得了广大用户 的信赖，已经成为一种不断发展的、商业化的操 作系统； Unix获得了广泛的发展：Berkeley大学的BSD系 统(Berkeley Software Distribution)、Tanenbaum 的MINIX系统、Linus Torvalds的Linux系统、 IBM的AIX系统、Sun的Solaris系统等等。 计算机非常便宜，可以人手一台，Apple II、IBM PC等； 1974年Intel 推出8080芯片，请Gary Kildall设计了CP/M操作系统——第一个个人计算机操作系统。Gary由此成立Digital Research公司； 1980年，IBM需要为他们的PC机安装操作系统，但Gary居然未予重视，机遇落在了微软身上，微软收购了西雅图计算机产品公司 DOS操作系统，创建了MS-DOS； 商业应用推动了软件工业：字处理器、制表软件、数据库。市场划分为三层：硬件、操作系统和应用软件。 硬件很便宜，人力依然昂贵 Phase 4 规模庞大：数以千万行的代码，Windows NT是2千万行，Windows 2000约4千万行； 极为复杂：功能繁杂、相互关联；用户行为难以预测；性能非常重要；必须运行在各种硬件平台上，