计算机操作系统教程 课件第1章_操作系统概述.pptx

计算机操作系统;教学安排;第一章操作系统导论;1.1计算机的基本工作原理;1.1计算机的基本工作原理;CPU

中央处理器：CentralProcessingUnit

计算机的大脑

功能：执行指令;机器指令

机器指令是计算机运行的最小的功能单元，是指挥计算机硬件运行的命令

算术运算指令、逻辑运算指令、移位操作指令、数据传送指令、输入输出指令、转移指令等;控制单元（ControlUnit）

能够正确并且自动地连续执行指令

能正确并分步完成每一条指令的功能

读取指令→分析指令→控制执行

响应并处理中断;1取指令。CPU的控制器从主存储器中取出一条指令并放入指令

寄存器（IR）。程序计数器（PC）用于指示当前指令在主存中

的位置。当一条指令被取出后，PC的内容会根据指令的长度自

动递增，以便指向下一条指令。

2分析指令。控制器取出指令后，计算机进入指令译码阶段。控

制单元（CU）对指令进行译码，确定指令的类型和所需操作

数的位置等信息。

3执行指令。译码完成后，CPU进入执行指令阶段。算术逻辑单

元（ALU）根据控制单元的指令执行相应的算术或逻辑运算。

如果指令需要访问存储器，CPU将进行访存操作，以获取或存

储数据。;执行单元（ExecutionUnit）

CPU的“计算器”

分为不同的功能部件，包括算术逻辑单元（ALU，+-*/）、移位器、乘法器、除法器、分支单元等

来自控制单元的信号选择不同的功能部件;计算机体系结构;1.2操作系统的发展历史;1.2操作系统的发展历史;程序员把作业（卡片或磁带）提交给负责调度

的操作员（系统管理员）；

操作员把作业“成批”地输入到计算机；

常驻内存的批处理管理程序自动地识别、装入

一个作业，并运行之，然后再取下一个作业。;程序的调试比较困难；

由于慢速的输入输出处理仍然直接由

主机来完成，使得CPU和I/O设备使用

忙闲不均：对计算为主的作业，外设

空闲；对I/O为主的作业，CPU空闲。;通道：用于控制I/O设备与内存间的数据传输，

有专用的I/O处理器，启动后可独立于CPU运行，

实现CPU与I/O的并行工作。

中断：指CPU在收到外部中断信号后，停止原来

工作，转去处理该中断事件，在完成后回到原来

断点继续工作。;60年代中－70年代中：多道批处理系统;CPU;需要解决的问题：

内存管理，系统必须给多个作业分配内存；

内存保护，避免一个程序中的bug造成整个

系统崩溃，或者是破坏了其他程序的执行；

CPU调度，系统必须在多个作业中不断地

进行切换，选择其中的一个去使用CPU；

系统必须去管理各个并行运行的作业之间的

交互关系。;多道批处理系统;;一些分时操作系统;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:UNiplexedInformationandComputingService);

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(BerkeleySoftwareDistribution)、Tanenbaum

的MINIX系统、LinusTorvalds的Linux系统、

IBM的AIX系统、Sun的Solaris系统等等。;Linux

1970,BellLab,K.Thompson和DennisRitchie,UNIX.早期版本(Version6)，在ATT许可下，源码公开；后期版本(=Version7)，商业系统；

AndrewS