操作系统第一章.ppt

第一章 操作系统引论 操作系统 主讲 陈晓明 2014年9月 参考网站 中大操作系统CAI:/os/ 南开操作系统CAI：2/OSTEACH/frame_4.asp 贵大操作系统 CAI:36 贵大开放实验系统: 37 本课程地位 专业核心课程 考研核心课程 技术开发的理论基础 成绩考核方法 作业、出勤率：20％ 考试成绩：80％ 注意：作业、报告上交时间 本课程内容 第一章 操作系统引论 第二章 进程的描述与控制 第三章 处理机调度与死锁 第四章 存储器管理 第五章 虚拟存储器 第六章 输入输出系统 第七章 文件管理 第八章 磁盘存储器的管理 第九章 操作系统接口 第一章 操作系统引论 操作系统是什么？ 在计算机运行过程中扮演什么角色？ 它的来历是什么？ 它有一些什么基本概念？ 我们应如何看待操作系统？ 它是如何参与到程序的执行过程中的？ 第一章 操作系统引论 1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特性 1.4 操作系统的主要功能 1.5 操作系统的硬件环境 1.6 OS结构设计 程序是如何运行的？ 程序设计语言 操作系统是什么? 操作系统为你完成所有 “硬件相关、应用无关” 的工作，以给你 方便、效率、安全 操作系统是什么? 计算机系统： 计算机软件 计算机硬件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 操作系统的定义 操作系统（operating system，简称OS）是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们管理和控制计算机系统中的软件和硬件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。 1.1 操作系统的目标和作用 操作系统的目标 方便性（配置OS后计算机系统更容易使用） 有效性（改善资源利用率，提高系统的吞吐量） 可扩充性（为适应计算机硬件、体系结构以及计算机应用发展的要求。与OS的结构联系紧密，推动了OS结构不断发展） 开放性（OS应遵循世界标准规范。是90年代后计算机技术的核心问题，是衡量新出系统或软件能否被广泛应用的至关重要的因素） 操作系统的作用 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 命令方式 系统调用方式 图形、窗口方式 操作系统的作用 OS作为计算机系统资源的管理者 处理器 存储器 I/O设备 文件（数据和程序） 操作系统的作用 OS实现了对计算机资源的抽象 裸机：没有配置任何软件的计算机 软件是在硬件基础之上对硬件的性能加以扩充和完善 把覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚机器 OS包含了若干个层次，因此在裸机上覆盖OS后，便可获得一台功能显著增强，使用极为方便的多层扩充机器或多层虚机器。 推动操作系统发展的主要动力 不断提高计算机资源的利用率（多道批处理系统、SPOOLing系统、虚拟存储器技术、网络环境下的网络文件系统和数据库系统） 方便用户（分时系统、图形用户界面） 器件的不断更新换代（随微机芯片的发展，微机OS也不断发展；OS支持的外设越来越多） 计算机体系结构的不断发展（OS由单机系统发展为多机系统；计算机网络OS) 不断提出新的应用需求(实时OS，嵌入式OS) 1.2 操作系统的发展过程 操作系统的发展（80年代开始） 1.2.7 微机操作系统 1.2.8 多处理机操作系统 1.2.9 网络操作系统 1.2.10 分布式操作系统 1.2.11 嵌入式操作系统 1.2.1 人工操作阶段 电子管计算机，无操作系统，由手工控制作业的输入输出,通过控制台开关启动程序运行。 用户使用计算机的过程大致如下：先把程序纸带装上输入机，启动输入机把程序和数据送入计算机，然后通过控制台开关启动程序运行，计算完毕后，用户拿走打印结果，并卸下纸带。 手工交互方式的特点 (1) 程序设计直接编制二进制目标程序 (2) 输入输出设备主要是纸带和卡片 (3) 程序员上机必须预约机时 (4) 程序员自己上机操作 (5) 程序的启动与结束处理都以手工方式进行 (6) 程序员的操作以交互方式进行(控制台) (7) 单用户方式 (8) 程序执行过程得不到任何帮助 手工交互方式的缺点 用户独占计算机 手工装卸、人工判断、手工修改与调试内存指令等造成CPU空闲； 提前完成造成剩余预约时间内的CPU完全空闲； I/O设备的慢速与CPU的速度不匹配造成的CPU空闲等待时间。 1.2.2 单道批处理系统 晶体管计算机，操作系统的雏形，称为监督程序。 为缩短手工操作的时间，使作业与作业之间的过渡摆脱人为干预，实现自动化，便出现了