操作系统原理 Principles of Operating System学习课件.ppt

讲课学时安排 章节内容 学时 第一章 绪 论 4 第二章 操作系统的逻辑结构 4 第三章 用户界面 6 第四章 并发处理 14 第五章 资源分配与调度 2 第六章 处理机调度 3 第七章 主存管理 6 第八章 输入/输出管理 4 第九章 文件系统 5 习 题 课 4 52＋12+4/4 * 成绩评定 教学方式： 多媒体讲授、作业、上机，课程设计 考试方式： 闭卷 笔试 成绩评定： 平时成绩=作业+上机 最终成绩=平时30%+考试70% * 第一章 绪 论 （一） 操作系统在计算机系统中的地位 （二） 操作系统的形成和发展 （三） 操作系统的定义 （四） 操作系统的功能 （五） 操作系统的基本类型 * 计算机系统的组成 计算机系统（层次结构） 软件 硬件及固件（裸机） 应用软件 系统软件 编辑软件、编译软件 操作系统 计算机系统的基础 提高系统效率方便用户使用 裸机（硬件）是僵尸软件是幽灵 * 管理信息系统、飞机订票系统、银行系统、地理信息系统、CAD系统、数字计算软件包… 管理信息系统、飞机订票系统、银行系统、地理信息系统、CAD系统、数字计算软件包… 语言编译程序、连接装配程序、数据库管理系统、网络软件… 操 作 系 统 （一）操作系统在计算机系统中的地位 计算机硬件 系统软件 应用软件 支撑软件 用户 用户 用户 用户 与硬件的关系： 控制CPU的工作、 访问存储器、 设备驱动、中断处理 与用户及应用程序的关系： 提供方便的用户界面、 提供优质的服务 * （二）操作系统的形成和发展 操作系统发展是随着计算机硬件技术的发展而发展的。 目标： 充分利用硬件， 提供更好的服务 手工操作阶段 批处理 联机批处理 脱机批处理 执行系统 操作系统形成 多道程序系统 多道批处理系统 分时系统 实时系统 个人计算机操作系统 网络操作系统 分布式操作系统 * 第 1 阶段 手工操作阶段 硬件非常昂贵，没有操作系统 算题过程 人工把源程序用穿孔机穿制在卡片或纸带上 将准备好的汇编解释程序或编译系统装入计算机 汇编程序或编译系统读入人工装在输入机上的穿孔卡或穿孔带 执行汇编过程或编译过程，产生目标程序，并输出目标卡片迭或纸带 通过引导程序把装在输入机上的目标程序读入计算机 启动目标程序执行，从输入机上读入人工装好的数据卡或数据带 产生计算结果，执行结果从打印机上或卡片机上输出 * 第 1 阶段 手工操作阶段 硬件非常昂贵，没有操作系统 特点： 工作效率极低：手工操作的慢速度与机器处理的高速度 每一用户都要自行编写涉及到硬件的源代码 工作量大，难度高，易出错，需要大量人力和物力 独占性、串行性 问题： 人机矛盾 机器速度 计算所需时间 人工操作时间 操作时间 : 机器运行时间 1万次/秒 1小时 3分钟 1 : 20 60万次/秒 1分钟 3分钟 3 : 1 * 第2阶段 单道批处理阶段  硬件昂贵，人力便宜，单任务自动批处理 简单批处理： 装入程序、运行、打印结果、撤出、再重复 用户把作业（卡片或磁带）交给负责调度的操作员（系统管理员），由操作员按作业类型分类编成一个作业序列，送到输入设备上。 常驻监督程序自动地装入程序、运行、撤出作业 （1）联机批处理 （2）脱机批处理 （3）执行系统 * 批 处 理 1. 联机批处理 特点：有监督程序，作业自动过渡 问题：CPU高速与IO慢速的矛盾 解决：由卫星机负责IO 2. 脱机批处理 特点：主机与卫星机并行操作 问题：调度不灵活，保护问题 解决：硬件技术的发展—— 通道技术、中断技术 * 3. 执行系统： 定义： 借助于通道与中断技术，由主机控制I/O工作。原有的监督程序不仅要负责调度作业自动的运行，而且还要提供I/O控制功能。它常驻内存，称为执行系统。 特点：主机、外设并行操作；增加了保护能力 问题：处理机仍有空闲等待现象 硬件基础： 60年代计算机硬件获得两个重大的进展 I/O中断:由I/O部件操作完成后通知处理机运行相应的处理程序. 通道:能够自主控制外设可与处理机并行工作的、交换数据的I/O装置(控制器). * 磁盘 通道 主机 通道 通道 卡片机 打印机 SPOOLing系统图示 用磁盘设备作为主机的直接输入输出设备,即主机从磁盘选取作业运行,结果也存在磁盘中.相应的通道则负责磁盘与慢速外设的传输.利用通道和中断机制,作业的输入输出与作业在处理机上的运行可