软件工程-基础课程-操作系统_网络操作系统.docx

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操作系统基础

1操作系统的概念与功能

1.1概念

操作系统（OperatingSystem，简称OS）是计算机系统的核心软件，它管理和控制计算机硬件与软件资源，为用户提供一个友好的界面，并为应用程序提供一个运行环境。操作系统是用户与计算机硬件之间的桥梁，它通过一系列的程序和数据结构来实现对硬件资源的抽象和管理。

1.2功能

操作系统的功能主要包括：1.进程管理：控制程序的执行，包括进程的创建、调度、同步和通信。2.内存管理：管理计算机的主存储器，包括内存的分配、回收和保护。3.文件系统管理：管理文件的存储、检索和更新，提供文件的访问控制和保护。4.设备管理：管理和控制计算机的输入输出设备，包括设备的分配、控制和驱动程序的管理。5.用户接口：提供用户与操作系统交互的界面，包括命令行接口和图形用户界面。

2操作系统的类型

操作系统根据其设计目标和应用领域，可以分为以下几种类型：1.批处理操作系统：主要用于大型计算机系统，能够自动、连续地处理大量作业，无需人工干预。2.分时操作系统：允许多个用户通过终端同时使用计算机，操作系统将CPU时间分成很短的时间片，轮流分配给各个用户，使得每个用户都感觉像在独占计算机。3.实时操作系统：用于需要对事件做出快速响应的系统，如工业控制、军事系统等，它保证在规定的时间内完成对事件的处理。4.网络操作系统：用于管理网络资源，提供网络服务，如文件共享、打印服务、电子邮件服务等。5.分布式操作系统：用于管理分布在不同地理位置的计算机，使得这些计算机能够像一个整体一样工作。

3操作系统的发展历程

操作系统的发展历程可以分为以下几个阶段：1.无操作系统阶段：在计算机发展的早期，没有操作系统，程序员直接使用机器语言编写程序，直接控制硬件资源。2.单道批处理操作系统阶段：为了解决程序员直接控制硬件资源的问题，出现了批处理操作系统，它能够自动、连续地处理大量作业，提高了计算机的利用率。3.多道批处理操作系统阶段：为了进一步提高计算机的利用率，出现了多道批处理操作系统，它允许多个作业同时在内存中运行，通过时间片轮转的方式，使得多个作业能够共享CPU资源。4.分时操作系统阶段：为了满足多个用户同时使用计算机的需求，出现了分时操作系统，它允许多个用户通过终端同时使用计算机，提高了计算机的交互性。5.实时操作系统阶段：为了满足需要对事件做出快速响应的系统的需求，出现了实时操作系统，它保证在规定的时间内完成对事件的处理。6.网络操作系统阶段：为了满足网络环境下资源共享和通信的需求，出现了网络操作系统，它能够管理和控制网络资源，提供网络服务。7.分布式操作系统阶段：为了满足分布式计算的需求，出现了分布式操作系统，它能够管理和控制分布在不同地理位置的计算机，使得这些计算机能够像一个整体一样工作。

3.1示例：进程管理中的进程创建

在Linux操作系统中，可以使用fork()和exec()系统调用来创建和执行进程。下面是一个简单的示例，创建一个子进程并执行一个命令。

#includestdio.h

#includeunistd.h

#includesys/wait.h

intmain(){

pid_tpid=fork();//创建子进程

if(pid0){

fprintf(stderr,Forkfailed\n);

return1;

}elseif(pid==0){//子进程

execlp(/bin/ls,ls,-l,NULL);//执行ls-l命令

fprintf(stderr,Execfailed\n);

return1;

}else{//父进程

wait(NULL);//等待子进程结束

printf(Childprocessfinished\n);

}

return0;

}

在这个示例中，fork()函数用于创建一个子进程，子进程继承父进程的大部分状态，但拥有独立的进程ID。execlp()函数用于在子进程中执行一个新的程序，这里执行的是ls-l命令，用于列出当前目录下的文件和目录的详细信息。如果execlp()函数执行失败，子进程将执行fprintf(stderr,Execfailed\n)语句，然后返回1。父进程使用wait()函数等待子进程结束，然后输出Childprocessfinished。

3.2示例：内存管理中的内存分配

在C语言中