操作系统原理精讲（一第一章）.pptVIP

2.2 硬件相关 指实现代码中包含存储器的物理地址，包含对设备接口寄存器和设备接口缓冲区的读写等等。 包括：内外存物理存储空间大小的变化 程序和数据在存储空间中物理位置的变化 设备硬件数量的变化等等但不包括指令集的变化 4.1 涉及到计算机科学的很多领域: 计算机体系结构/硬件 软件设计 程序设计语言 数据结构 算法 4.2 抽象 操作系统具有一种魔力（巫术） 提供了无限的CPUs 无限的内存 单一全球计算能力 等等. 4.3 大型、复杂系统系统设计 性能 与 方便使用 性能 与 简单性 硬件 与 软件 折衷权衡 操作系统是目前最复杂的软件成分 William Stallings 5. 操作系统的规模简单的操作系统： 一次一个应用程序在运行 例子： 较早期的计算机 早期的PC 嵌入式控制器 （电梯，汽车，……） 标准设备驱动程序 中断控制 数学库 ，等等 复杂的操作系统： 多个应用程序共享计算机 操作系统必须管理多个应用程序和多个用户之间的交互 例子： CPU，内存， I/O 设备: 硬盘，打印机，… 操作系统管理所有这些资源，提供标准服务库 更复杂的操作系统： 多个CPU，多个计算机 6.操作系统的功能 应用程序 ----------------------- 虚机器界面 操作系统 ----------------------- 物理机器界面 硬件 两个角度： 什么是物理界面 （物理实现） 什么是应用界面 （更完美的抽象） 7. 假如没有操作系统？ 8. 什么对操作系统产生影响？ 9.当前操作系统的特征: 大型与小型: 100k至数百万行源码 100-1000人-年的工作量/， 复杂: 异步性 体现硬件特征 不同用户的相互冲突的需求 性能很重要 难于理解: 系统较构建者命短 太复杂，无法整体调试 行为难以预测,通过猜测进行微调 经常是不可靠的 个人计算： 计算机很便宜，将来它会更便宜 故人人都会拥有一台计算机,甚至多台 注重不同领域版本： Base, Client, Server 课程总目标: 学习通用技术并能在其他地方应用之 问题: 您会有被委派设计新型操作系统的机会吗? 第1章 操作系统概述 1.1 操作系统的地位 计算机系统由硬件和软件组成 操作系统在硬件基础上的第一层软件 是其它软件和硬件的接口 1.2 操作系统的定义 操作系统是计算机系统中的一个系统软件， 是一些程序模块的集合—— 它们能以尽量有效合理方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活，方便，有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效的运行。 有效：系统效率 （如CPU用的充足与否） 资源利用率 （如内存，外部设备是否忙碌） 合理： 公平与否，如果不公平则回产生“死锁”或“饥饿”。 方便： 用户界面 1.3 操作系统的特征 并发： 在计算机系统中同时存在多个程序， 从宏观上看这些程序是同时在执行的。 从微观上讲任何时刻只有一个程序在执行， 微观上说这些程序在CPU上轮流执行。 并行：(与并发相同，但多指硬件支持） 操作系统特征 共享： 操作系统与多个用户的程序 共同使用计算机上的资源。 1.4 操作系统的发展 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 增加：缓冲, DMA, 中断处理 作业被送（spool）到磁盘 仍然是单个作业，利用率低 多道程序设计：多个用户共享系统 增加：存储保护，重定位 利用率高（多个作业） 有必要采用并发程序设计技术 操作系统成为研究焦点：需要处理复杂性 使用户再次与系统交互 操作系统的历史:  变化! 意味着技术总在改变 要适应、折衷权衡 1.4.3 操作系统的分类 批处理操作系统（多道批处理） 1.4.3.1 批处理操作系统 工作方式： 用户将作业交给系统操作员 系统操作员将许多用户的作业组成一批作业 之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流 启动操作系统 系统自动、依次执行每个作