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操作系统基础授课提纲 电信工程学院 BUPT 教材：《操作系统基础》 作者：屠立德等 出版：清华大学出版社 参考： 1.《计算机操作系统》　　 汤子瀛等 西安电子科技大学出版社 2.《操作系统教程》 王素华 人民邮电出版社 3. *《操作系统：设计与实现》（第2版） 电子工业出版社 内容提要 概论 多道程序设计基础 --- 并行程序设计 处理机管理 主存储器管理 设备和文件管理 *操作系统结构与范例 第一部分：概论 ch1 引论：介绍操作系统OS的性能及发展 ch2 OS的运行环境 Ch1 引论 学习操作系统基本原理，要了解其在计算机系统中的地位 了解ＯＳ此地位的形成过程，即ＯＳ的发展历史。 当前流行的几种主要操作系统。 1.1 计算机系统概述 1.计算机系统的组成概述： OS在计算机中的位置 2.虚拟机的概念 计算机系统组成：硬件+软件 硬件：计算机物理装置。指计算机系统中那些 “硬的” 物理设施，即各种处理机，存储器，输入输出设备和通信设备等。 软件：指由计算机硬件执行以完成一定任务的所有程序及数据。 计算机硬件组织 微 型 机：处理机+存储器+输入输出设备。 总线结构（各部分通过总线交 换信息）。 大，小型机：中央处理机，I/O处理机（通道），存储器，I/O设备。非总线结构（存储器成为其中心部分） 计算机软件组织 计算机软件包括系统软件和应用软件 系统软件：操作系统，语言处理系统， 和常用的例行服务程序。 应用软件：指那些为了某一类的应用需 要而设计的程序，或用户为 解决某的特定的问题而编制 的程序或程序系统，如航空 定票系统。 计算机系统软件层次关系 虚拟机的概念 软件与硬件的关系：软件是在硬件基础上对硬件的性能加以扩充和完善。 软件之间的关系：一部分软件运行要以另一部分软件的存在并为其提供一定的运行条件为基础；新添加的软件可以看作是在原来那部分软件基础上的扩充与完善。 “虚拟机”：一个裸机在每加上一层软件后，就变成了一个功能更强的机器，把这“新的更强功能的机器”称作虚拟机。 OS的地位：紧挨硬件层的第一层软件，对硬件进行首次扩充，同时又是其他软件运行的基础。 1.2 OS的形成和发展 什么是OS： 1.自底向上--OS是用来高效地控制和管理系统资源的程序集合。 2.自顶向下--OS是为用户提供一个等价的扩展计算机或称虚拟机，以方便用户使用计算机的程序集合。 “用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合”--资源管理者！ OS的形成和发展（2） “分析机”：Charles Babbage(1792~1871) Ada Lovelace 第一代计算机（1945~1955）：真空管和插板 第二代计算机（1955~1965）：晶体管和单道 批处理系统 第三代计算机（1965~1980）：集成电路芯片 和多道程序系统 第四代计算机（1980~现在）：个人计算机 1.3 多道程序设计（Multiprogramming） 把一个以上作业存放在内存，并同时运行，共享处理机时间和外部设备等系统资源。 单处理机：“多个作业同时运行”指每个作业都已开始运行但尚未结束。任一时刻处理机上运行的作业只有一个！ 多道程序设计的概念 （图） 1.4 OS的功能和特性 OS——系统资源管理者： 处理机，存储器，I/O设备，信息（文件） 中断管理，I/O系统管理，错误管理 多道程序设计OS的特性： 并行性(Concurrence)： 计算与I/O操作之间，主存中各程序（进程）之间 共享性(Sharing)：CPU，主存，外存，数据文件 1.5 OS的类型 按硬件的大小：大型机OS，小型机OS，微型机 OS 按用户数：单用户OS，多用户OS 按硬件结构：单CPU，多CPU，网络，多媒体 典型分类： (1)批处理OS (2)分时OS (3)实时OS (4)多处理机操作系统 (5)网络OS （1）批处理OS(Batch Processing System) （2）分时系统（Timesharing System） 分时：把计算机的系统资源（尤其是CPU时间）进行时间上的分割，分时间片提供给不同用户轮流使用。 目的：及时响应并服务于联机用户（交互作用） 特征： 多路性：一机对多台终端 交互性：人机对话，联机操作 独占