0-2011-操作系统高级课程 课程简介.pdf

操作系统高级 Operating Systems Advanced Class 北京大学软件与微电子学院 2011春季 陈向群 教学计划 三条主线  专题讨论  实例： 主要部分：Windows操作系统 辅助部分：Linux、Solaris操作系统  操作系统实习——Nachos 教材  Modern Operating System Andrew S.Tanenbaum 现代操作系统（第3版）陈向群等译机械工业出版社 课程形式 课堂讲解 上机实习 讨论、答疑 期末答辩报告 成绩评定 作业20% 实习日志8%  Nachos实习报告32% 期末考试 40% 作业提交： pkuosta2011daxing+hw@ （大兴） pkuosta2011benbu+hw@ （本部） 文档命名规范：学号-姓名-主题 教师联系方式：cherry@ 助教联系方式： pkuosta2011daxing+qa@ （大兴） pkuosta2011benbu+qa@ （本部） 教学目的 其一 深入理解操作系统如何工作  把握操作系统的全局结构  操作系统的内部工作方式  操作系统实现涉及的数据结构和算法  设计、开发操作系统过程中的问题、解决方案和 折中权衡  操作系统中的典型技术及应用 其二 动手完成一个小的模拟操作系统 操作系统做什么？ #include stdio.h int main(int argc, char *argv[]) { puts(hello world); return 0; } 操作系统做什么？  用户告诉操作系统执行hello程序 （如何告知？）  操作系统找到该程序，检查其类型  检查程序首部，找出正文和数据的地址  文件系统找到第一个磁盘块  需要创建一个新的子进程，执行该hello程序  操作系统需要将可执行文件映射到进程结构  操作系统设置CPU上下文环境，并跳到该程序开始处  程序的第一条指令执行，失败，缺页中断发生  操作系统分配一页内存，并将代码从磁盘读入，继续执行  更多的缺页中断，读入更多的页面 操作系统做什么？  程序执行系统调用，在文件描述符中写一字符串  操作系统检查字符串的位置是否正确  操作系统找到字符串被送往的设备  设备是一个伪终端，由一个进程控制  操作系统将字符串送给该进程  该进程告诉窗口系统它要显示字符串  窗口系统确定这是一个合法的操作，然后将字符串转换 成像素  窗口系统将像素写入存储映像区  视频硬件将像素表示转换成一组模拟信号控制显示器 （重画屏幕）  显示器发射电子束  你在屏幕上看到hello world 重复出现的12个基本概念(1/3) 绑定：抽象概念的具体化过程 大问题的复杂性：随着问题规模的增长，复 杂性非线性增长 概念和形式模型：对问题或想法形式化、特 征化、可视化和思维的各种方法 一致性和完备性：一个计算机所追求的正确 性、健壮性和可靠性等等相关概念 摘自 《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范》 重复出现的12个基本概念(2/3) 效率：对空间、时间、人力、财力等资源消耗的 度量，在设计和实现系统时要强烈关注 演化：变更的实施及其意义。变更对系统的层次 造成的影响，系统对变更的适应性和充分性 抽象：在处理复杂事物、构造系统、隐藏细节和 获取重复模式等方面使用抽象，通过不同层次 的细节和指标的抽象，表达一个实体和系统 按空间排序：有关局部性和近邻性的概念，包括 物理上的定位（网络和存储）和组织上的定位 （进程、类型定义和操作的定位）及概念上的 定位（软件的辖域、耦合、内聚） 摘自 《高等学校计算机科学与技术专业发展战略