操作系统 Operating System(OS)

参考教材1.“Windows操作系统原理”,尤晋元等，机械工业出版 社，2001。 2.“Operating Systems : Internal and Design Principles”,William Stallings,清华大学出版社， 1998年第3版。 3. “操作系统概念”第6版，Silberschatz,A等著，郑 扣根译，高等教育出版社， 2004.1 。 4. “操作系统 现代观点”,实验更新版，Nutt,G.著, 孟祥由等译，机械工业出版社，2004.2。 5. “计算机操作系统”,汤子瀛等，西安电子科技大学 出版社， 2001年第二版。 6. “操作系统教程”,陈向群等，北京大学出版社，2001 年第1版。

实验参考教材7.“现代操作系统”,Aadrew S.T著陈向群等 译，机械工业出版社， 1999年第1版。 8. “操作系统基础”,屠祁等，清华大学出版 社，2000年第3版。9.“Windows内核实验教程”, 陈向群等，机械工业出 版社，2002。 10. “Linux操作系统内核实习”, Nutt,G.著, 潘登 等译，机械工业出版社，2002.1。

课程主要内容 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章

第六章 第七章

概论 进程管理 内存管理 设备管理 文件管理 网络操作系统 操作系统的安全与保护

第一章 概论( Introduction of Operation System )

操作系统(OS)是最重要的系统软件

问题：1、你知道哪些操作系统？ 2、操作系统为什么重要？

教学要求：

熟悉操作系统作用和定义，一般了解操作系统的历 史。 了解计算机硬件系统结构，熟悉现代操作系统的硬 件基础——通道和中断。 掌握多道程序设计技术的概念，掌握批处理系统、 分时系统及实时系统三种操作系统基本类型，了解 微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统和 嵌入式操作系统。 掌握操作系统并发性、共享性、虚拟性和异步性等 特征，了解现代操作系统特征,熟悉操作系统功能。

1.1 操作系统概述

操作系统干什么？

1.1.1 操作系统作用1。从计算机系统组成观点――操作系统是系统软件 计算机系统组成： 软件：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)

硬件：输入/输出(I/O)设备 存储器(内存) 中央处理器(CPU)

你知道还有什么 “件” 吗？

2。从资源管理程序观点――操作系统是系统资源管理者 ( Operating System as a Resource Manager)

操作系统是系统资源管理程序，它用于控制 和管理计算机系统的硬件和软件资源。 计算机系统资源： 操作系统模块： 软件： 硬件：I/O设备 存储器 器管理 处理器 程)管理 文件系统 设备管理 存储处理器(进

3。从软件分层、扩充机器的观点―― 操作系统是扩充裸机的第一层系统软件

软件：语言处理程序 软件：操作系统 硬件(裸机)

虚拟机2 虚拟机1

虚拟机：二者结合变成了功能更强大使用更 方便的机器。 操作系统是扩展的机器，是虚拟机。

从软件分层、扩允机器的观点-1

固件： 为了改善系统的性能，将操作系统中与硬件 密切有关的部分软件，通过微程序设计技术 转化为硬件，也就是通常所说的固化，这些 具有软件功能的硬件称为固件。

4。从服务用户的观点―― 操作系统是用户与裸机之间接口用户

操作系统 裸机

接口

系统提供的接口有两类： 一类是作业级接口，它提供一组键盘命令，供用户组织 和控制自己的作业运行。 另一类是程序级接口，它提供一组系统调用，即OS中某 个模块功能，供用户程序和其它程序调用。 5.从进程的观点--操作系统是由若干个可以并发执行的 进程和一个对进程进行控制和协调的核心组成。

5。操作系统定义

操作系统是一组有效控制和管理计算机 系统的硬件和软件资源、合理地组织计 算机工作流程以及方便用户的程序集合。

有效(efficiency):系统效率，资源利用率 (如：CPU利用的充足与否，内存、外部设备是 否忙碌) 合理： 公平与否，如果不公平则会产生“死锁”或 “饥饿” 方便(convenience): 用户界面

1.1.2 操作系统的历史

你知道什么是 计算机领域的 “诺贝尔奖” 吗？

1。第0代(40年代未-50年代初)无操作系统

这时的计算机操作是由程序员采用人工操作方式直接 使用计算机硬件系统。 2。第一代(50年代中-50年代未)初级单道批处理系统 它是为了减少人工操作时间和作业转换时间提高CPU 利用率而设计的。系统自动成批处理作业，这是初级单 道批处理系统。 3.第二代(60年代初-60年代中)多道程序设计共享系 统 这一代操作系统包括多道批处理系统、采用交互方式 的分时系统和以提高瞬时响应时间为特征的实时系统。

操作系统的历史-14.第三代(60年代中-70年代中)多模式系统 这一代计算机系统是通用系统，这一代操作系统 是多模式系统，即一个系统同时支持批处理、分时 处理、实时处理和多重处理。 5。第四代(70年代中- )网络操作系统和分布式操 作系统 网络操作系统实现在计算机网络上进行信息交 换、资源共享和互操作等功能。 分布式操作系统将地域上分散的各系统互连成 一个具有整体功能的系统，并可将一个任务分布地 在各系统上运行，实现分布式处理。

操作系统的历史-2操作系统发展历史阶段: 其一是大型主机时代，操作系统作为硬件的组成部分之 一，由硬件开发商自己设计； 其二则是个人电脑

或小型主机时代，软件与硬件齐头并 进，其间又经历了两个阶段：基于命令行的DOS操作系 统；和基于窗口图形界面的Windows操作系统。 第三个历史阶段：WEB时代。微软公司的.NET技术与 SUN公司的SUN ONE平台。 “开发下一代的互联网操作系统”课题列入国家863―十 五”计划中的基础软件平台研发重点项目，以国家的实 力作为后盾支持，以企业化的运作为模式，实现了基础 研究与市场化的同步。 2003年以首席科学家陈榕为首的北京科泰世纪科技有限 公司开发“和欣”操作系统1.0的产品。

1.1.3学习操作系统目的

为专门用途人们设计、修改、扩充操作系统。 例如操作系统汉化、中文操作系统环境、嵌入 式操作系统开发。 大多数计算机部门主要决策者选择操作系统及 操作系统中的选择部分。 用户为了完成自己的任务必须与操作系统交往， 用户要了解操作系统提供的人-机接口和计算 环境，在编程中灵活应用进程(线程)。 操作系统中所用的许多概念和技巧一般可以应 用到其它领域。

计算机系统分层和视点普通 用户 编程员

应用程序 实用程序 操作系统操作系统 设计师

计算机硬件

Layers and Views of a Computer SystemEnd User Programmer

Application Programs Utilities Operating-SystemOperatingSystem Designer

Computer Hardware

操作系统科目有关课程的关系高级(分布式)操作系统 (linux)操作系统结构(分析)

操作系统原理

Windows

操作系统使用linux

1.2 计算机硬件系统概述1.2.1 计算机硬件系统结构1。大、中、小型计算机的硬件组织 这类计算机以存储器为中心，CPU和各种通道都与存储器相连。终端存储器

打 印 机

多 路 通 道

选 择 通 道

CPU