清华大学讲义-操作系统13.ppt

操作系统 主讲教师：向勇 电话：6278.5609 Email：xyong@tsinghua.edu.cn 助教：张凯捷、杨敏 参考书 William Stallings, Operating Systems(3rd edition), 清华大学出版社, 1998年6月 张尧学，史美林，计算机操作系统教程，清华大学出版社，1993年9月 参考书(续) Uresh Vahalia, UNIX高级教程—系统技术内幕，清华大学出版社，1999年5月； David A. Solomon, Mark E. Russinovich, Inside Microsoft Windows 2000, 3rd Edition, Microsoft Press, 2000，ISBN 0-7356-1021-5 David A. Solomon, Windows NT 技术内幕，清华大学出版社，1999年7月 课程主要内容介绍 用户接口 进程管理 处理机管理 存储管理 文件系统 外部设备管理 课程要求 作业：10% 上机实验：10% 考试或课程报告：70% 第8周提交课程报告方案 第16周完成 Linux内核代码报告：10% 要求：接口功能描述、数据结构分析、流程图、代码注释） 第一章 绪论 1.1 什么是操作系统 1.2 操作系统的发展历史 1.3 操作系统的分类 1.4 操作系统的特征 1.5 操作系统的功能 1.6 操作系统的结构 1.7 常用的操作系统 1.1 什么是操作系统 1.1.1 操作系统的地位和目标 1.1.2 操作系统的作用和组成 1.1.3 操作系统举例 1.1.1 操作系统的地位和目标 操作系统在计算机系统中的地位 引入操作系统的目标 有效性（系统管理人员的观点）：管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计算机的工作流程 方便性（用户的观点）：提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系统的类型和数量差别 可扩充性（开放的观点）：硬件的类型和规模、操作系统本身的功能和管理策略、多个系统之间的资源共享和互操作 操作系统的作用(1)OS是计算机硬件、软件资源的管理者。 管理对象包括：CPU、存储器、外部设备、信息（数据和软件）； 管理的内容：资源的当前状态（数量和使用情况）、资源的分配、回收和访问操作，相应管理策略（包括用户权限）。 操作系统的作用(2)OS是用户使用系统硬件、软件的接口。 系统命令（命令行、菜单式、命令脚本式、图形用户接口GUI）； 系统调用（形式上类似于过程调用，在应用编程中使用）。 操作系统的作用(3)OS是扩展机(extended machine)/虚拟机(virtual machine)。 在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理（针对内存和外存）、处理机管理（针对CPU）； 另外，为合理组织工作流程：作业管理、进程管理。 1.1.3 操作系统举例 MS OS: MS DOS, MS Windows 3.x, Windows 95, Windows NT, Windows 2000 UNIX: BSD, SRV4, OSF1, SCO UNIX, AIX, Solaris, Linux NOS: Novell Netware RTOS: VxWorks, pSoS, Nucleus 1.2 操作系统的发展历史 1.2.1 推动操作系统发展的主要动力 1.2.2 手工操作 1.2.3 单道批处理系统(simple batch processing) 1.2.4 多道批处理系统(multiprogramming system) 1.2.5 分时系统(time-sharing system) 1.2.6 实时系统(real-time system) 1.2.1 推动操作系统发展的主要动力 (1) 提高资源的利用率和系统性能：计算机发展的初期，计算机系统昂贵，用作集中计算 (2) 方便用户：用户上机、调试程序，分散计算时的事务处理和非专业用户（商业和办公、家庭） (3) 器件的发展：CPU的位宽度（指令和数据）、快速外存 1.2.2 手工操作 工作方式 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：为机器语言； 输入输出：纸带或卡片； 计算机的工作特点 用户独占全机：不出现资源被其他用户占用，资源利用率低； CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低； 主要矛盾 计算机处理能力的提高，手工操作的低效率（造成浪费）； 用户独占全机的所有资源； 提高效率的途径 专门的操作员，批处理 1.2.3 单道批处理系统(simple batch processingm, ,uniprogramming) 批处理中的作业的组成： 用户程序 数据 作业说明书（作