微軟用戶操作系統(tǒng)原理PrinciplesofOperatingSystemppt課件

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1、操作系統(tǒng)原理操作系統(tǒng)原理 Principles of Operating System華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院邵志遠(yuǎn)邵志遠(yuǎn)使用過(guò)程中的問(wèn)題使用過(guò)程中的問(wèn)題n遇到計(jì)算機(jī)運(yùn)行或打開(kāi)硬盤(pán)上的程序的速遇到計(jì)算機(jī)運(yùn)行或打開(kāi)硬盤(pán)上的程序的速度變慢，該怎么辦？度變慢，該怎么辦？原因：硬盤(pán)上的卷可能有過(guò)多的碎片，原因：硬盤(pán)上的卷可能有過(guò)多的碎片，可能是由于最近創(chuàng)建了大量的文件或文件可能是由于最近創(chuàng)建了大量的文件或文件夾，或安裝了新軟件。夾，或安裝了新軟件。解決方案：如果必要，分析并整理硬盤(pán)解決方案：如果必要，分析并整理硬盤(pán)上的卷碎片。上的卷碎片。為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？

2、游戲中的現(xiàn)象游戲中的現(xiàn)象基本配置基本配置 推薦配置推薦配置CPUCPUPentium3 800MHzPentium3 800MHz以上以上 Pentium4 1GHzPentium4 1GHz以上以上內(nèi)存內(nèi)存 256M256M以上以上 512M512M以上以上顯卡顯卡GeForce2GeForce2以上以上3D3D加速卡加速卡Geforce4 TiGeforce4 Ti以上以上3D3D加速卡加速卡硬盤(pán)硬盤(pán) 3G3G以上以上為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)做什么操作系統(tǒng)做什么#include int main(int argc,char*argv)puts(hello wor

3、ld);return 0;為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)？n掌握操作系統(tǒng)的基本理論，具備開(kāi)發(fā)核心系統(tǒng)軟掌握操作系統(tǒng)的基本理論，具備開(kāi)發(fā)核心系統(tǒng)軟件的技能，設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)或者修改現(xiàn)有的系統(tǒng)件的技能，設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)或者修改現(xiàn)有的系統(tǒng)n掌握并行處理的思想方法，加深對(duì)使用的掌握并行處理的思想方法，加深對(duì)使用的OS的理的理解，有利于深入編程解，有利于深入編程n用戶為了開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序必須與操作系統(tǒng)打交道用戶為了開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序必須與操作系統(tǒng)打交道n操作系統(tǒng)中所用的許多概念和技巧可以推廣應(yīng)用操作系統(tǒng)中所用的許多概念和技巧可以推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域到其他領(lǐng)域n為后繼課

4、程打好基礎(chǔ)為后繼課程打好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、分布式系統(tǒng)系統(tǒng)n了解當(dāng)前流行的實(shí)際操作系統(tǒng)的使用方法與實(shí)現(xiàn)了解當(dāng)前流行的實(shí)際操作系統(tǒng)的使用方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)技術(shù)UNIX、Linux，Windows應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件用戶程序用戶程序操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)裸機(jī)裸機(jī)操作系統(tǒng)的工作：操作系統(tǒng)的工作：（1）程序的執(zhí)行）程序的執(zhí)行（2）完成與硬件有關(guān)的工作）完成與硬件有關(guān)的工作（3）完成與應(yīng)用無(wú)關(guān)的工作）完成與應(yīng)用無(wú)關(guān)的工作（4）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率與安全問(wèn)題）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率與安全問(wèn)題n操作系統(tǒng)課程特點(diǎn)n n涉及面廣涉及面廣涉及面廣涉及面廣n n錯(cuò)綜復(fù)雜錯(cuò)綜復(fù)雜錯(cuò)綜復(fù)雜錯(cuò)綜復(fù)雜n n實(shí)踐性強(qiáng)實(shí)踐性強(qiáng)實(shí)踐性

5、強(qiáng)實(shí)踐性強(qiáng)n怎樣學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)n n深入理解教學(xué)內(nèi)容深入理解教學(xué)內(nèi)容深入理解教學(xué)內(nèi)容深入理解教學(xué)內(nèi)容n n獨(dú)立完成練習(xí)題獨(dú)立完成練習(xí)題獨(dú)立完成練習(xí)題獨(dú)立完成練習(xí)題n n做好階段復(fù)習(xí)做好階段復(fù)習(xí)做好階段復(fù)習(xí)做好階段復(fù)習(xí)n n理論聯(lián)系實(shí)際理論聯(lián)系實(shí)際理論聯(lián)系實(shí)際理論聯(lián)系實(shí)際&教材：教材：操作系統(tǒng)原理操作系統(tǒng)原理(第四、三版第四、三版)龐麗萍龐麗萍 華中科技大學(xué)出版華中科技大學(xué)出版社社&參考教材：參考教材：UNIXUNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)莫里斯莫里斯 貝奇貝奇 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 湯子瀛等湯子瀛等 西安電子科技大學(xué)出版社西安電子科技大學(xué)出版社現(xiàn)代操作系統(tǒng)現(xiàn)

6、代操作系統(tǒng) 陳向群等譯陳向群等譯 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程 張堯?qū)W張堯?qū)W 史美林史美林 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社操作系統(tǒng)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)基礎(chǔ) 屠立德屠立德 屠祁屠祁 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社講課學(xué)時(shí)安排講課學(xué)時(shí)安排章節(jié)內(nèi)容章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第一章 緒 論3 3第二章 操作系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)3 3第三章 用戶界面3 3第四章 并發(fā)處理1010第五章 資源分配與調(diào)度3 3第六章 處理機(jī)調(diào)度4 4第七章 主存管理8 8第八章 輸入/輸出管理4 4第九章 文件系統(tǒng)8 8機(jī)動(dòng)、復(fù)習(xí)2 248481616學(xué)習(xí)要求與成績(jī)?cè)u(píng)定學(xué)習(xí)要求與成績(jī)?cè)u(píng)定n學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求:n課前預(yù)

7、習(xí)，認(rèn)真聽(tīng)講，課后復(fù)習(xí)n遵守課堂紀(jì)律n成績(jī)?cè)u(píng)定成績(jī)?cè)u(píng)定：n平時(shí)成績(jī)+考試成績(jī)n閉卷考試第一章第一章 緒緒 論論（一）（一）操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位（二）（二）操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展（三）（三）操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)的定義（四）（四）操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能（五）（五）操作系統(tǒng)的基本類型操作系統(tǒng)的基本類型（六）（六）UNIX和和Windows存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)(Von Neumann計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī))n基本部件基本部件 CPU、主存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備、控制臺(tái)設(shè)備、控制

8、臺(tái) n特點(diǎn)特點(diǎn) 集中順序過(guò)程控制集中順序過(guò)程控制n集中控制：由集中控制：由CPU集中管理集中管理 n順序性：程序計(jì)數(shù)器控制順序性：程序計(jì)數(shù)器控制n過(guò)程性：模擬人們手工操作過(guò)程過(guò)程性：模擬人們手工操作過(guò)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（層次結(jié)構(gòu)）軟件硬件及固件（裸機(jī)）應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件編輯軟件、編譯軟件操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)統(tǒng)的基礎(chǔ)提高系統(tǒng)效率提高系統(tǒng)效率方便用戶使用方便用戶使用管理信息系統(tǒng)、飛機(jī)訂票系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、CAD系統(tǒng)、數(shù)字計(jì)算軟件包管理信息系統(tǒng)、飛機(jī)訂票系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、CAD系統(tǒng)、數(shù)字計(jì)算軟件包語(yǔ)言編譯程序、連接裝配程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、

9、網(wǎng)絡(luò)軟件操 作 系 統(tǒng)（一）操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位（一）操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位計(jì)算機(jī)硬件系系統(tǒng)統(tǒng)軟軟件件應(yīng)應(yīng)用用軟軟件件支支撐撐軟軟件件用戶用戶用戶用戶與硬件的關(guān)系：與硬件的關(guān)系：控制控制CPUCPU的工作、的工作、訪問(wèn)存儲(chǔ)器、訪問(wèn)存儲(chǔ)器、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、中斷處理設(shè)備驅(qū)動(dòng)、中斷處理與用戶及應(yīng)用程序的關(guān)系：與用戶及應(yīng)用程序的關(guān)系：提供方便的用戶界面、提供方便的用戶界面、提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)（二）操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展（二）操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。

10、操作系統(tǒng)發(fā)展是隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。目標(biāo)：目標(biāo)：目標(biāo)：目標(biāo)：充分利用硬件，充分利用硬件，充分利用硬件，充分利用硬件，提供更好的服務(wù)提供更好的服務(wù)提供更好的服務(wù)提供更好的服務(wù)手工操手工操作階段作階段批處理批處理聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī)批處理批處理脫機(jī)脫機(jī)批處理批處理執(zhí)行執(zhí)行系統(tǒng)系統(tǒng)操作系統(tǒng)形成操作系統(tǒng)形成多道程序系統(tǒng)多道程序系統(tǒng)多道批處多道批處理系統(tǒng)理系統(tǒng)分時(shí)分時(shí)系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng) 沒(méi)有程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（甚至沒(méi)有匯沒(méi)有程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（甚至沒(méi)有匯編），更談不上操作系統(tǒng)編），更談不上操作系統(tǒng).程序程序員提前預(yù)約一段時(shí)

11、間員提前預(yù)約一段時(shí)間,然后到機(jī)然后到機(jī)房將他的插件板插到計(jì)算機(jī)里房將他的插件板插到計(jì)算機(jī)里 期盼著在接下來(lái)的時(shí)間中幾萬(wàn)個(gè)期盼著在接下來(lái)的時(shí)間中幾萬(wàn)個(gè)真空管不會(huì)燒斷真空管不會(huì)燒斷,從而可以計(jì)算從而可以計(jì)算自己的題目自己的題目ENIAC計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)(1946年，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)年，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué))運(yùn)算速度：運(yùn)算速度：10001000次次/每秒每秒,數(shù)萬(wàn)個(gè)真空管數(shù)萬(wàn)個(gè)真空管,占地占地100100平方米平方米第第 1 1 階段階段 手工操作階段手工操作階段 硬件非常昂貴，沒(méi)有操作系統(tǒng)硬件非常昂貴，沒(méi)有操作系統(tǒng)n n特點(diǎn)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：n工作效率極低：手工操作的慢速度與機(jī)器處理的高速度n 每一

12、用戶都要自行編寫(xiě)涉及到硬件的源代碼n 工作量大，難度高，易出錯(cuò)，需要大量人力和物力n獨(dú)占性、串行性n n問(wèn)題：?jiǎn)栴}：?jiǎn)栴}：?jiǎn)栴}：人機(jī)矛盾人機(jī)矛盾人機(jī)矛盾人機(jī)矛盾機(jī)器速度 計(jì)算所需時(shí)間 人工操作時(shí)間 操作時(shí)間:機(jī)器運(yùn)行時(shí)間1萬(wàn)次/秒1小時(shí)3分鐘1:2060萬(wàn)次/秒1分鐘3分鐘3:1第第2 2階段階段 單道批處理階段單道批處理階段 硬件昂貴，人力便宜，單任務(wù)自動(dòng)批處理硬件昂貴，人力便宜，單任務(wù)自動(dòng)批處理n n簡(jiǎn)單批處理：簡(jiǎn)單批處理：簡(jiǎn)單批處理：簡(jiǎn)單批處理：n裝入程序、運(yùn)行、打印結(jié)果、撤出、再重復(fù)n 用戶把作業(yè)（卡片或磁帶）交給負(fù)責(zé)調(diào)度的操作員（系統(tǒng)管理員），由操作員按作業(yè)類型分類編成一個(gè)作業(yè)序列，

13、送到輸入設(shè)備上。n 常駐監(jiān)督程序自動(dòng)地裝入程序、運(yùn)行、撤出作業(yè)（1）聯(lián)機(jī)批處理（2）脫機(jī)批處理（3）執(zhí)行系統(tǒng)批批 處處 理理1.1.聯(lián)機(jī)批處理聯(lián)機(jī)批處理聯(lián)機(jī)批處理聯(lián)機(jī)批處理v特點(diǎn)：有監(jiān)督程序，作業(yè)自動(dòng)過(guò)渡v問(wèn)題：CPU高速與I/O慢速的矛盾v解決：由衛(wèi)星機(jī)負(fù)責(zé)I/O2.2.脫機(jī)批處理脫機(jī)批處理脫機(jī)批處理脫機(jī)批處理v特點(diǎn)：主機(jī)與衛(wèi)星機(jī)并行操作v問(wèn)題：調(diào)度不靈活，保護(hù)問(wèn)題v解決：硬件技術(shù)的發(fā)展通道技術(shù)、中斷技術(shù)3.執(zhí)行系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)：n定義：定義：借助于通道與中斷技術(shù)，由主機(jī)控制I/O工作。原有的監(jiān)督程序不僅要負(fù)責(zé)調(diào)度作業(yè)自動(dòng)的運(yùn)行，而且還要提供I/O控制功能。它常駐內(nèi)存，稱為執(zhí)行系統(tǒng)。n特點(diǎn)：特

14、點(diǎn)：主機(jī)、外設(shè)并行操作；增加了保護(hù)能力n問(wèn)題：?jiǎn)栴}：處理機(jī)仍有空閑等待現(xiàn)象通道通道 一種專用部件，負(fù)責(zé)外部設(shè)備與內(nèi)存之間信息的傳輸。中斷 主機(jī)接到信號(hào)（來(lái)自CPU外部或內(nèi)部）時(shí)，立即中止原來(lái)的工作，轉(zhuǎn)去處理這一事件，處理完后，主機(jī)又回到原來(lái)工作點(diǎn)繼續(xù)工作。第第 3 3 階段階段 多道批處理階段多道批處理階段 硬件較以前便宜，人力昂貴硬件較以前便宜，人力昂貴n處理過(guò)程n 在內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序n 在管理程序控制之下，相互穿插地運(yùn)行，處理機(jī)和外設(shè)盡量處于忙碌狀態(tài)n交互式分時(shí)處理n一臺(tái)計(jì)算機(jī)，多個(gè)便宜終端n所有用戶可與系統(tǒng)立即交互n調(diào)試比較方便多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)

15、技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)是在是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放中同時(shí)存放幾道幾道相互獨(dú)立的程序相互獨(dú)立的程序，在管理程序的控制下相互穿，在管理程序的控制下相互穿插地運(yùn)行。當(dāng)某道程序因某種原因不能繼續(xù)運(yùn)行下插地運(yùn)行。當(dāng)某道程序因某種原因不能繼續(xù)運(yùn)行下去時(shí)（如等待外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)），管理程序便將去時(shí)（如等待外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)），管理程序便將另一道程序投入運(yùn)行。另一道程序投入運(yùn)行。多道運(yùn)行的特征多道運(yùn)行的特征多道運(yùn)行的特征多道運(yùn)行的特征:多道 宏觀上并行 微觀上串行 分時(shí)技術(shù)與分時(shí)處理分時(shí)技術(shù)與分時(shí)處理分時(shí)技術(shù)分時(shí)技術(shù)分時(shí)技術(shù)分時(shí)技術(shù)：把處理機(jī)的響應(yīng)時(shí)間分成若于個(gè)大小相等（

16、或不相等）的時(shí)間單位，稱為時(shí)間片，每個(gè)終端用戶獲得CPU，就等于獲得一個(gè)時(shí)間片，該用戶程序開(kāi)始運(yùn)行，當(dāng)時(shí)間片到（用完），用戶程序暫停運(yùn)行，等待下一次運(yùn)行。分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：由于中斷技術(shù)的使用，使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)能連接多個(gè)用戶終端，用戶可通過(guò)各自的終端使用和控制計(jì)算機(jī)，我們把一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接多個(gè)終端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，或稱分時(shí)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)處理實(shí)時(shí)處理n什么是什么是“實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)”n計(jì)算機(jī)對(duì)外來(lái)的信息能夠以足夠快的速度進(jìn)行處理，并且在被控對(duì)象允許的時(shí)間范圍內(nèi)作出快速反應(yīng)。n實(shí)時(shí)處理實(shí)時(shí)處理n以快速反應(yīng)為特征，對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)能在截止期限之內(nèi)處理并作出反應(yīng)。第第 4

17、 4 階段階段 操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展操作系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展硬件非常便宜、人力昂貴硬件非常便宜、人力昂貴n單單CPU計(jì)算機(jī)方面計(jì)算機(jī)方面 批量操作系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)n向小型化、微型化計(jì)算機(jī)發(fā)展向小型化、微型化計(jì)算機(jī)發(fā)展 個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)n向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)n向具有并行結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多處理機(jī)操作系統(tǒng) 集群系統(tǒng) 分布式操作系統(tǒng)（三）操作系統(tǒng)的定義（三）操作系統(tǒng)的定義 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，是一操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，是一些程序模塊的集合些程序模塊的集合 以盡量有效合理方式組織和管理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源，合理的組織計(jì)算機(jī)的工作流程，控制程序的執(zhí)行并向用戶提

18、供各種服務(wù)功能，使得用戶能夠靈活，方便，有效的使用計(jì)算機(jī)，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效的運(yùn)行。n資源共享：多個(gè)計(jì)算任務(wù)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的共同享用。n資源競(jìng)爭(zhēng)：多個(gè)計(jì)算任務(wù)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的爭(zhēng)奪。操作系統(tǒng)是一個(gè)大型的程序系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度工作，控制并協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息的存取和保護(hù)。它提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境。操作系統(tǒng)使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效率和高度自動(dòng)化。操作系統(tǒng)是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心。操作系統(tǒng)是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心。操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)的特征操作系統(tǒng)的特征n并發(fā)：并發(fā)：系統(tǒng)中同時(shí)存在多個(gè)程序處理多個(gè)同時(shí)性活動(dòng)宏觀上：這些程序是同時(shí)在執(zhí)

19、行的微觀上：任何時(shí)刻只有一個(gè)程序在執(zhí)行，即微觀上這些程序在CPU上輪流執(zhí)行n共享：共享：多個(gè)計(jì)算任務(wù)對(duì)系統(tǒng)資源的共同享用n操作系統(tǒng)與多個(gè)用戶的程序共同使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源（共享有限的系統(tǒng)資源）n操作系統(tǒng)要對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行合理分配和使用 n資源在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)交替被多個(gè)進(jìn)程所用n不確定性：不確定性：操作系統(tǒng)能處理大量的、隨機(jī)的事件序列，使各用戶的計(jì)算任務(wù)正確地完成。（四）操作系統(tǒng)的功能（四）操作系統(tǒng)的功能虛擬機(jī)觀點(diǎn)虛擬機(jī)觀點(diǎn)裸裸 機(jī)機(jī) ：沒(méi)有裝配任何軟件的計(jì)算機(jī)稱為裸機(jī)。虛擬機(jī)虛擬機(jī)：裝配有相應(yīng)軟件的機(jī)器稱為虛擬機(jī)。命令解釋、圖形用戶界面、命令解釋、圖形用戶界面、用戶程序用戶程序系統(tǒng)調(diào)用文件系統(tǒng)處

20、理機(jī)調(diào)度、內(nèi)存管理設(shè)備驅(qū)動(dòng)，中斷處理裸機(jī)操作系統(tǒng)的資源管理功能操作系統(tǒng)的資源管理功能 把操作系統(tǒng)看成一個(gè)資源管理器。換句話說(shuō)，從資源管理的角度看操作系統(tǒng)有如下四個(gè)功能：一一 處理機(jī)分配處理機(jī)分配 1.1.制定調(diào)度策略（調(diào)度原則）制定調(diào)度策略（調(diào)度原則）2.2.給出調(diào)度算法給出調(diào)度算法 3.3.具體的實(shí)施處理機(jī)分派具體的實(shí)施處理機(jī)分派二二 存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器管理 1.1.存儲(chǔ)分配和存儲(chǔ)無(wú)關(guān)性存儲(chǔ)分配和存儲(chǔ)無(wú)關(guān)性 2.2.存儲(chǔ)保護(hù)存儲(chǔ)保護(hù) 3.3.存儲(chǔ)擴(kuò)充存儲(chǔ)擴(kuò)充三三 設(shè)備管理設(shè)備管理 1.1.設(shè)備無(wú)關(guān)性設(shè)備無(wú)關(guān)性 2.2.設(shè)備分配設(shè)備分配 3.3.設(shè)備的傳輸控制設(shè)備的傳輸控制四四 軟件資源管理軟件

21、資源管理 為用戶提供一種簡(jiǎn)便的、統(tǒng)一的存取和管理信息的方法，并要解決信息的共享、數(shù)據(jù)的存取控制和保密等問(wèn)題。操作系統(tǒng)的資源管理功能操作系統(tǒng)的資源管理功能處理機(jī)處理機(jī)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器I/OI/O設(shè)備設(shè)備軟件資源軟件資源處理機(jī)處理機(jī)管管 理理存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器管管 理理設(shè)設(shè) 備備管管 理理文文 件件系系 統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)資源資源操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)功能模塊功能模塊（五）操作系統(tǒng)的類型（五）操作系統(tǒng)的類型n n 批處理操作系統(tǒng)n 分時(shí)操作系統(tǒng)n 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)n個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)n 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)n 分布式操作系統(tǒng)n 嵌入式操作系統(tǒng)n 自由軟件和LINUX操作系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)n在批處理系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)

22、計(jì)技術(shù)，就形成了批量操作系統(tǒng)。n該系統(tǒng)把用戶提交的作業(yè)成批地送入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，然后由作業(yè)調(diào)度程序自動(dòng)地選擇作業(yè)運(yùn)行。n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：縮短作業(yè)之間的交接時(shí)間，減少處理機(jī)的空閑等待時(shí)間，提高系統(tǒng)的吞吐量n缺點(diǎn)缺點(diǎn)：用戶響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。用戶既不能了解自己程序的運(yùn)行情況，也不能控制計(jì)算機(jī)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：u 多路調(diào)制性：眾多聯(lián)機(jī)用戶可同時(shí)使用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)u 獨(dú)占性：各終端用戶感覺(jué)到自己獨(dú)占了計(jì)算機(jī)u 交互性：用戶與計(jì)算機(jī)之間可進(jìn)行“會(huì)話”分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)n實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)：對(duì)對(duì)用用戶戶（外外部部）的的請(qǐng)請(qǐng)求求，實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)能能在在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)處理完畢。規(guī)定的時(shí)間

23、內(nèi)處理完畢。響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間 指用戶發(fā)出命令，到系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行命令所需的時(shí)間。指用戶發(fā)出命令，到系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行命令所需的時(shí)間。n批處理操作系統(tǒng) 沒(méi)有n分時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng) 秒級(jí)秒級(jí)(一般情況）一般情況）n實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 微秒級(jí)微秒級(jí) 甚至更小（經(jīng)典說(shuō)法）甚至更?。ń?jīng)典說(shuō)法）系統(tǒng)滿足用戶時(shí)限（系統(tǒng)滿足用戶時(shí)限（deadline)的的 要求要求 (現(xiàn)代）現(xiàn)代）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)n實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的類型：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的類型：n實(shí)時(shí)控制：工業(yè)過(guò)程控制、防空系統(tǒng)等n實(shí)時(shí)信息處理：情報(bào)檢索和查詢、飛機(jī)訂票系統(tǒng)n實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn)：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn)：n系統(tǒng)對(duì)外部的信號(hào)必須能及時(shí)響應(yīng)n要求高可靠性和

24、安全性，效率則放在第二位n系統(tǒng)整體性強(qiáng)n不要求很強(qiáng)的“會(huì)話”能力網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是互連起來(lái)的計(jì)算機(jī)的集合。主機(jī)主機(jī)：組成網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立自主的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。子網(wǎng)子網(wǎng)：將入網(wǎng)主機(jī)連接起來(lái)的實(shí)體，任務(wù)是在入網(wǎng)主機(jī)之 間傳遞信息,以提供通信服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)中各主機(jī)之間傳遞信息的規(guī)則的集合。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：在通常的操作系統(tǒng)中增加了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)低層協(xié)議功能和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理功能的操作系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)n分布式系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的更高級(jí)的形式,它保持了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的全部功能

25、。n從硬件上講，它與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)沒(méi)有任何區(qū)別。關(guān)鍵是軟件。n特征:1.統(tǒng)一性：一個(gè)統(tǒng)一的操作系統(tǒng)2.共享性：資源進(jìn)一步共享3.透明性:在用戶眼中分布式計(jì)算機(jī)就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)4.自治性:處于分布式系統(tǒng)的多個(gè)主機(jī)處于平等地位n網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng)的主要不同是:網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可構(gòu)架于不同的操作系統(tǒng)之上,即在異構(gòu)系統(tǒng)上通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一配置,并不要求透明訪問(wèn)。分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)n集群是分布式系統(tǒng)的一種。集群（Cluster）：由高速局域網(wǎng)連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)什么是嵌入式系統(tǒng)？n在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，完成特定功能的軟硬件系統(tǒng)n它們是一個(gè)大

26、設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中的一部分，這個(gè)大設(shè)備、裝置或系統(tǒng)可以不是“計(jì)算機(jī)”n通常工作在反應(yīng)式或?qū)μ幚頃r(shí)間有較嚴(yán)格要求環(huán)境中n由于它們被嵌入在各種設(shè)備、裝置或系統(tǒng)中，因此稱為嵌入式系統(tǒng)手持系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的在嵌入式系統(tǒng)中的OSOS，稱為嵌入式操作系統(tǒng)，稱為嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用智能卡智能卡移動(dòng)通信移動(dòng)通信計(jì)算機(jī)外設(shè)計(jì)算機(jī)外設(shè)機(jī)頂盒機(jī)頂盒零售設(shè)備零售設(shè)備印刷機(jī)印刷機(jī)復(fù)印機(jī)復(fù)印機(jī)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器電話交換設(shè)備電話交換設(shè)備手持系統(tǒng)的特性手持系統(tǒng)的特性 完成某一項(xiàng)或有限項(xiàng)功能；不是通用型的完成某一項(xiàng)或有限項(xiàng)功能；不是通用型的內(nèi)存少，處理機(jī)速度慢，屏幕小內(nèi)存少，處理機(jī)速度

27、慢，屏幕小 為了減少手持設(shè)備尺寸，使用耗電更小，體積更小，為了減少手持設(shè)備尺寸，使用耗電更小，體積更小，速度更慢的處理器；速度更慢的處理器；操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)不能加重處理器的負(fù)擔(dān)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)不能加重處理器的負(fù)擔(dān) 有些手持設(shè)備可使用無(wú)線技術(shù)，允許遠(yuǎn)程訪問(wèn)電子郵有些手持設(shè)備可使用無(wú)線技術(shù)，允許遠(yuǎn)程訪問(wèn)電子郵件和瀏覽網(wǎng)頁(yè)件和瀏覽網(wǎng)頁(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)n Microsoft Windows系統(tǒng)n 32位多任務(wù)操作系統(tǒng)MS-DOSWindows 2000/2003 Windows NT Windows XPn Unix系統(tǒng)n 32位多用戶分時(shí)操作系統(tǒng)惠普計(jì)算機(jī)上的HP

28、-UX IBM小型機(jī)上的AIX蘋(píng)果Mac上的AUXLinuxMinix和FreeBSD（六）（六）UNIXUNIX和和WindowsWindows UNIX系統(tǒng)是一個(gè)交互式的多用戶分時(shí)操作系統(tǒng)Windows是一個(gè)圖形化的多任務(wù)操作系統(tǒng) UNIXUNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的發(fā)展1965年：麻省理工學(xué)院、BELL實(shí)驗(yàn)室、通用電器公司組成MAC課題組聯(lián)合研制Multics操作系統(tǒng)。1969年Multics在GE645計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，但它既沒(méi)有提供預(yù)定的綜合計(jì)算服務(wù)，也不知什么時(shí)候算達(dá)到開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。BELL實(shí)驗(yàn)室退出了該課題組。Multics操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是要向大的用戶團(tuán)體提供對(duì)計(jì)算機(jī)的同時(shí)訪問(wèn)，

29、支持強(qiáng)大的計(jì)算能力與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及允許用戶在需要的時(shí)候容易共享他們的數(shù)據(jù)“滿足所滿足所有用戶的所有要求有用戶的所有要求”。UNIXUNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的發(fā)展UNIX系系統(tǒng)統(tǒng)的的作作者者：操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)不不應(yīng)應(yīng)也也不不可可能能做做到到“滿滿足足所所有有用用戶戶的的所所有有要要求求”，而而應(yīng)應(yīng)為為廣廣大大的的計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)用戶提供一種良好的程序設(shè)計(jì)環(huán)境。用戶提供一種良好的程序設(shè)計(jì)環(huán)境。1969年K.Thompson和 D.Ritchie 為了改善他們的程序設(shè)計(jì)環(huán)境，設(shè)計(jì)了宇宙旅行的游戲，后來(lái)演化成unix系統(tǒng)早期的版本。Dennis Ritchie（創(chuàng)造了C語(yǔ)言）用C語(yǔ)言改寫(xiě)

30、了早期的UNIX系統(tǒng)。1974年在ACM通信上發(fā)表了“The unix Time-Sharing System”的論文，unix正式公布于世。UNIXUNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)的發(fā)展n惠普計(jì)算機(jī)上的HP-UXnIBM小型機(jī)上的AIXn蘋(píng)果Mac上的AUXnMinix和FreeBSDnLinuxUNIXUNIX操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn) UNIX系統(tǒng)的成功有以下三個(gè)方面的原因系統(tǒng)的成功有以下三個(gè)方面的原因1.設(shè)計(jì)思想正確合理設(shè)計(jì)思想正確合理n 為廣大的計(jì)算機(jī)用戶提供一個(gè)良好的程序設(shè)計(jì)環(huán)境。n代碼有效，容易適應(yīng)特殊的需求。2.生逢其時(shí)、選擇恰當(dāng)生逢其時(shí)、選擇恰當(dāng)n生逢其時(shí) 人們盼望有

31、一個(gè)大小適中、功能齊全、使用方便的分時(shí)操作系統(tǒng)見(jiàn)世，就在人們翹首以待的時(shí)候，UNIX系統(tǒng)產(chǎn)生了。n選擇恰當(dāng)，C語(yǔ)言編寫(xiě)，可移植。在PDP-11系列的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)當(dāng)時(shí)占據(jù)小型計(jì)算機(jī)的主要市場(chǎng)。3.特色明顯、品質(zhì)優(yōu)良特色明顯、品質(zhì)優(yōu)良n良好的、通用的、多用戶、多任務(wù)、分時(shí)操作系統(tǒng)UNIXUNIX操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)是：主要特點(diǎn)是：系統(tǒng)用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě) 一個(gè)簡(jiǎn)單的用戶界面-shell 樹(shù)形結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng) 文件、設(shè)備統(tǒng)一處理 內(nèi)核和核外程序的有機(jī)結(jié)合 豐富的核外系統(tǒng)程序n1990年秋天，Linus在芬蘭首都赫爾辛基大學(xué)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程，因?yàn)樯蠙C(jī)需要排隊(duì)等待，Linus買了

32、臺(tái)PC機(jī)，開(kāi)發(fā)了第一個(gè)程序，程序包括兩個(gè)進(jìn)程，向屏幕上寫(xiě)字母，然后用定時(shí)器來(lái)切換進(jìn)程.nLinus需要終端仿真程序來(lái)存取Usenet新聞組的內(nèi)容，于是他寫(xiě)了從調(diào)制解調(diào)器上接發(fā)信息的程序以及顯示器、鍵盤(pán)和調(diào)制解調(diào)器的驅(qū)動(dòng)程序,然后寫(xiě)了磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序，文件系統(tǒng)，一旦有了進(jìn)程切換、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)然就擁有了一個(gè)操作系統(tǒng)原型，或者至少是它的一個(gè)內(nèi)核.nLinux是自由軟件，并在專用網(wǎng)站上公布源代碼。這樣引起了全世界操作系統(tǒng)愛(ài)好者的興趣，不斷對(duì)其進(jìn)行修改、補(bǔ)充和完善，這使得Linux日趨完善和成熟。nSlackware Linux、Redhat Linux、紅旗LinuxLinuxLinux操作

33、系統(tǒng)操作系統(tǒng)WindowsWindows操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)n微軟公司nMS-DOSnWin32,Win95nWindows 2000/2003nWindows NTnWindows XPn.一波三折的微軟一波三折的微軟WindowsWindows操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)1983年10月，PC機(jī)競(jìng)爭(zhēng)廠家的圖形界面相關(guān)產(chǎn)品上市面對(duì)市場(chǎng)壓力，比爾.蓋茨在1983年11月10日宣布推出Windows操作系統(tǒng)然而宣布容易，交貨就不簡(jiǎn)單了，Windows交貨期的災(zāi)難，成了當(dāng)年計(jì)算機(jī)界的笑柄直到1985年11月20日，Windows 1.0才正式上市WindowsWindows的歷史記錄的歷史記錄Windows在當(dāng)時(shí)

34、微軟歷史上創(chuàng)了幾個(gè)記錄：延遲交貨次數(shù)最多，投入開(kāi)發(fā)人員最多，開(kāi)發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)，更換主管人員最多不過(guò)幾年之后，Windows終于創(chuàng)造了銷售成績(jī)最佳的歷史記錄1992年4月，推出Windows 3.1,1993年5月，發(fā)表Windows NTWindows 95，Windows CE，Windows 98，Windows 2000個(gè)人計(jì)算機(jī)采用Windows占90以上，微軟公司成了壟斷PC行業(yè)的同義詞第一章第一章 小小 結(jié)結(jié)1.存儲(chǔ)程序式計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)2.操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位3.操作系統(tǒng)的基本概念：定義、特征4.操作系統(tǒng)的基本功能5.操作系統(tǒng)的基本技術(shù)：多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)、分時(shí)技術(shù)6.操作系統(tǒng)的基本類型