第1章 操作统引论.ppt

现代操作系统 授课教师：江兰帆 E-Mail: jiang_lanfan@126.com 教材及参考书目 《现代操作系统 》，机械工业出版社，Andrew S.Tanenbaum 著。 《操作系统设计与实现》，电子工业出版社， Andrew S.Tanenbaum, Albert S.Woodhull著。 《计算机操作系统》，西安电子科技大学出版社，汤小丹；梁红兵；哲凤屏；汤子瀛编著。 课程考察与考试 课堂作业 随原理讲授课程随机进行 随堂测试 随原理讲授课程随机进行 上机实验 两周一次 成绩分布 笔试＋ 上机＋ 平时表现 学习方式与方法 比较学习法 －不同设计思想与实现方法之间的差别 瀑布式跟踪学习法 －顺藤摸瓜、追本求源 实践式学习法 －脑过千遍不如手过一遍，坐着想不如动手实践 课程网站 课件，资料下载 / user: software pwd: software 第1章 引论 1.1 什么是操作系统 1.2 操作系统的历史 1.3 操作系统大观 1.4 计算机硬件介绍 1.5 操作系统概念 1.6 系统调用 1.7 操作系统结构 引子 学生的疑虑：学习操作系统有什么用？ 我的回答：As you will 静下心阅读并动手实践，或许，流逝的时间，会让你手捧沉甸甸的果实。 问题的提出 什么是计算机操作系统？ 计算机操作系统有什么作用？ 1.1 什么是操作系统 计算机系统组成 硬件：计算机系统的物质基础 运算器、控制器、存储器、输入/输出设备(裸机) 软件：由硬件执行以完成一定任务的程序及其数据 系统软件 应用软件 操作系统在软硬件层次中的地位 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，它直接控制和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理的组织计算机工作流程，以便有效的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。 1.1.1 作为扩展机器的操作系统 在没有操作系统的情况下，如何读取一个文件？ 盘片号？磁道号？扇区号？…… 1.1.1 作为扩展机器的操作系统 在裸机上覆盖OS后，便可获得一台功能显著增强，使用极为方便的扩充机器或虚拟机。 作为扩展机器的操作系统 OS处于用户与计算机硬件系统之间，将硬件细节与程序员(用户)隔离； 提供的每一种抽象都较低层硬件本身更简单、更易用。 用户在OS帮助下，能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。 1.1.2 作为资源管理者的操作系统 问题的提出：三个程序同时试图在一台打印机上输出计算结果 ？？？ 操作系统的任务：在相互竞争的程序间有序地控制设备的分配。 1.1.2 作为资源管理者的操作系统 处理机管理， 用于分配和控制处理机； 存储器管理，主要负责内存的分配与回收； I/O设备管理，负责I/O设备的分配与操纵； 文件管理，负责文件的存取、共享和保护。 1.1.2 作为资源管理者的操作系统 资源管理的实现方式： 时间复用：CPU的分时共享 空间复用：内存的同时共享 小结 对计算机系统而言, 操作系统是对所有系统资源进行管理的程序的集合; 对用户而言, 操作系统提供了对系统资源进行有效利用的简单抽象的方法。 1.2 操作系统的历史 1.2.1　无操作系统的计算机系统 1.2.2　单道批处理系统 1.2.3　多道批处理系统 1.2.4　分时系统 1.2.5　实时系统 1.2 操作系统的历史 操作系统的发展和计算机的组成与体系结构相关，经历了四个发展阶段： 1946年--50年代末：电子管时代，无操作系统。 1950年代末--60年代中期：晶体管时代，批处理系统。 1960年代中期--70年代中期：集成电路时代，多道程序设计。 1970年代中期至今：大规模和超大规模集成电路时代，分时系统。 现代计算机正向着巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几个方面发展。 1.2.1 无操作系统的计算机系统 手工操作阶段—— ENIAC 两位女士正在操作ENIAC 无操作系统的计算机系统 工作量大，难度高，易出错，需要大量人力和物力； 用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员； 编程语言：机器语言； 输入输出：纸带或卡片； 输入输出：纸带或卡片 人工操作方式 程序员将程序写在卡片上（在卡片上穿孔） 程序员先预约，然后到机房将他的卡片放入卡片输入机，启动输入机将卡片上的程序和数据读入计算机 打开控制台开关启动程序运行打印机输出计算结果 程序员卸下卡片，下一个程序员上机 1.2.1 无操作系统的计算机系统 1.2.2 单道批处理系统 时间：50