OS01-1绪论(补充内容).pptVIP

第一章 绪论（补充内容） n1.1 操作系统是什么 n1.2 操作系统如何工作 n1.3 从各种角度看操作系统 n1.4 操作系统概览（本章结束时讲解） 1 第一章 绪论 1.1 操作系统是什么 n1.1.1 你所用过的操作系统 n1.1.2 操作系统是什么 2 第一章 绪论 1.1.1 你所用过的操作系统 你知道下列哪些是操作系统吗? QQ 、 DOS 、 LINUX WINDOWS 、TURBO-C 、 WORD FOXPRO 、 UNIX 、 TURBO-ASM vi 、一个C语言源程序 3 第一章 绪论 目前常见操作系统 n微软：Windows系列（以前MS-DOS） nUNIX：Solaris, AIX, HP UX, SVR4, BSD, ULTRIX n自由软件：Linux, freeBSD, Minix nIBM: AIX, zOS(OS/390), OS/2, OS/4000, PC DOS n其他：Mac OS, NetWare, 4 第一章 绪论 你用过的操作系统能做什么? 各种命令：dir copy del format 启动、结束用户程序 系统功能调用：例如分配内存、读写文 件 WINDOWS、UNIX 等提供多任务或多 用户环境 5 第一章 绪论 你知道操作系统不能做什么? 不做天气预报 不做房屋设计 不是编译程序 总之，操作系统不直接解决最终具体应用 问题，也不负责编译源程序. 6 第一章 绪论 1.1.2 操作系统是什么 操作系统为你完成所有 “硬件相关、应用无关”的工作 以给你方便、效率、安全 操作系统 裸机 应用软件 用户程序 7 第一章 绪论 硬件相关 应用无关 涉及物理地址 、设备接口寄 存器、设备接 口缓冲区 代码量大，需 硬件知识 需随硬件的变 化而变化 提供所有应用 及用户共需的东 西 与应用无直接 关系 8 第一章 绪论 操作系统的定义 操作系统（operating system，简称 OS）是一个大型的程序系统，它负责 计算机的全部软、硬件资源的分配、 调度工作，控制并协调多个任务的活 动，实现信息的存取和保护。它提供 用户接口，使用户获得良好的工作环 境。 9 第一章 绪论 操作系统是以下系统程序的集成 n用户程序的启动、中止 n系统功能调用用户程序运行过程中对 操作系统的调用 n为常用基本操作提供实用程序 n改善基本使用中的效率和安全问题 10 第一章 绪论 操作系统的目标和作用 nOS的目标 方便性：使计算机易学易用、共享资源 有效性：提高系统资源的利用率和吞吐量 可扩充性：能适应硬件的发展，容易升级 开放性：使应用程序具备可移植性和互操作性 nOS的作用 用户与计算机硬件之间的接口 计算机系统资源的管理者 F四类资源：处理器、存储器、I/O设备、信息 11 第一章 绪论 1.2 操作系统如何工作 1.2.1 OS的第1个工作：启动和结束程序 1.2.2 OS的第2个工作：用户程序对OS的调用 1.2.3 OS的第3个工作：为常用操作提供程序 1.2.4 OS的第4个工作：解决效率和安全问题 12 第一章 绪论 1.2.1 OS工作1：负责启动和结束程序 程序的六种启动方式（其中前4由OS负责提 供） J鼠标方式启动 J命令方式启动 J批方式启动 J程序中启动方式 纯硬件启动方式 自启方式（OS本身的启动方式） 程序的两种结束方式 正常结束 非正常结束 13 第一章 绪论 程序第1种启动方式：鼠标方式启动 n简单 n形象 n免记 n交互性强 n操作有时比命令 方式慢 14 第一章 绪论 程序第2种启动方式：命令方式 n命令方式是通过键入程序名(及参数)来启动 程序。 例如：C:format a：或 #mkfs /dev/fd1 n命令方式在不同OS下的不同体现： LINUX、UNIX、DOS下：命令提示符与命令行 WINDOW下：开始运行：命令行窗口 开始程序命令提示符：命令行窗口 15 第一章 绪论 命令启动方式的工作过程 16 第一章 绪论 命令方式的特点 过去最常用的启动程序的方式 需记程序名和位置 交互性较强 有时操作比鼠标方式快 17 第一章 绪论 程序第3种启动方式：批方式 n批方式是指将若干条命令放在一个文件中， 该文件可以在需要时象程序一样被启动执行 （命令方式或鼠标方式） n其执行过程是由计算机自动连续顺序地执行 该文件中的这组命令。 18 第一章 绪论 批方式举例 n批文件sh1的内容： cd /usr/man/man1 ls/home/dragon/scls mjn=1 while test $mjn != 236 do mjflong=head -n $mjn /home/dragon/scls|tail -n 1 mjf=basename $mjflong .2 man -S 2 $mjf|cat -s|head -n 2|tail -n 1 /home/dragon/sclist mjn=$mjn+1 19 第一章 绪论 批方式的实现(通常由命令解释器实现) 20 第一章 绪论 批方式的特点 程序间可以连续执行，不经人工干涉。 命令可以设计成有顺序、分支和循环控 制的形式，称为作业控制语言，使程序可 以组合执行。 把现有的程序组合起来实现更复杂的功能 21 第一章 绪论 批方式的用途 自动批处理文件(放在根目录下或用户主目录下 ),用来自动执行每次开机或登录时的例行工作 （见例1） 启动诸如中文环境这样的集成软件或一些参数 复杂的软件，简单方便，不必要求用户了解相 应启动步骤(装字库/启动程序/装输入法等）和 参数(见例2) 22 第一章 绪论 例1：自动批处理文件 MSDOS下自动批文件AUTOEXEC.BAT在 开机时命令提示符出现前自动执行。 path c:dos prompt $p$g 23 第一章 绪论 例2：通过批文件启动中文环境 nMSDOS下通过ucdos.bat文件启动一个中文环境。 C:UCDOSRD16 %1 C:UCDOSKNL %2 C:UCDOSPY C:UCDOSWB n启动SPDOS中文环境 CDSPDOS SPLIB/1 SPDOS WBX 24 第一章 绪论 程序第4种启动方式：程序中启动方式 n在一个程序中启动另一程序 n如：编译器、并发程序设计、窗口程序等 25 第一章 绪论 程序中启动方式的工作过程 26 第一章 绪论 程序中启动方式的特点与作用 实际应用中经常需要程序中启动方式 便于程序的灵活方便启动与动态自动启动 前三种启动方式在内部实现时最终都是由程序 中启动方式实现的 27 第一章 绪论 思考: n程序中启动方式与子程序调用有何不同? 28 第一章 绪论 程序第5种启动方式：纯硬件启动方式 n最早期的计算机工作方式 29 第一章 绪论 纯硬件启动方式的工作过程 30 第一章 绪论 为什么现在不用纯硬件启动方式？ 纯硬件装入要求用户程序顺序连续存放，且一 个存储介质限存一个文件，否则硬件太复杂 纯硬件启动方式下，每运行一个程序都要经过 人工判断和操作，效率低且不灵活 硬件功能有限不能对读入的程序和数据做充分 的正确性检查 31 第一章 绪论 程序第6种启动方式：自启 n自启方式是指由程序自已装入与启动自己 n谬论乎？ 32 第一章 绪论 自启方式的工作过程 33 第一章 绪论 自启方式的特点与作用 n早期用的较多,现除OS外已基本不用 要求顺序连续存放，且位置固定 编程麻烦，操作麻烦，存放受限 所有操作系统都是自启程序 34 第一章 绪论 思考: n自启与自动批处理、独立程序启动方式的比 较 35 第一章 绪论 程序结束 n正常结束 n非正常结束 36 第一章 绪论 正常结束与非正常结束对比分析 37 第一章 绪论 1.2.2 OS工作2:用户程序中对OS的调用系统调用 系统调用的功能、作用和用法 系统调用指令的实现及其特殊性 系统调用：system call （简称SC） 系统调用的执行过程 38 第一章 绪论 系统调用的功能、作用和用法 n系统调用就是用户程序对操作系统的调用用户程序对操作系统的调用。 n例如打印、读写盘等工作 39 第一章 绪论 系统调用指令的功能列举 n系统调用包括： 外存文件与目录的读写 各种I/O设备的使用 在一个程序中启动另一个程序 查询和统计系统资源使用情况 等等 40 第一章 绪论 n程序段1:利用系统调 用打印（用INT指令 调用DOS的功能来完 成） MOVE AH,05H MOVE DL，Char INT 21H Char DB 1 当INT返回时，输出已经完成 系统调用例（汇编程序员观点）：打印字符 n程序段2:不用系统调用 ，而用IN/OUT指令直接 读写打印机的接口寄存 器 MOVE I,0 L1:MOVE I,I+1 CMP I,5 JNC L3 完成5个字符 MOVE A,I L2:IN ADDR1,B 状态寄存器 OR B,BS 状态位选择码 JNC L2 未准备好 OUT ADDR2,A 输出,数据寄存器 JMP L1 L3:RET 41 第一章 绪论 系统调用的控制流程 42 第一章 绪论 为什么我很少接触系统调用? n高级语言程序员观点 n通常仅汇编程序员才会接触到系统调用,而 高级语言程序员通常接触不到系统调用,只 接触库函数 43 第一章 绪论 函数与系统调用（OS）的层次关系 44 第一章 绪论 高级语言中对操作系统的“间接”调用 45 第一章 绪论 系统调用指令的实现及其特点 1、机器、OS与系统调用指令间的关系 2、系统调用指令的实现机制（借助中断机制 ） 3、系统调用指令特点 46 第一章 绪论 1、机器、OS和系统调用指令间的关系 n每种OS提供几十至几百个系统调用 n每种机器都提供一个系统调用指令： 例:SUNTRAP指令,SGI工作站SYSCALL, IBMPCINT nSC指令由机器（CPU）提供，而 其调用的功能由OS提供 n不同的系统调用用同一条SC指令, 但指令参数(功能号或寄存器)不同 47 第一章 绪论 2、系统调用指令的实现机制 CALL/RET指令内部执行过程 INT/IRET指令内部执行过程 48 第一章 绪论 CALL/RET内部执行过程(函数调用) 49 第一章 绪论 INT/IRET指令内部执行过程 50 第一章 绪论 3、系统调用指令特点(与子程序调用区别) n同一程序中不包含被调用的代码 n调用地址不用写在程序中 n由系统态/用户态的自动转换保证系统调用 的安全 51 第一章 绪论 1.2.3 OS工作3：为常用操作提供实用程序 n常用基本操作：查看磁盘内容，文件复制， 文件删除与移动，目录建删等。 n操作系统所提供的实用程序 Windows的资源管理器 现代UNIX和LINUX提供上千条命令 52 第一章 绪论 1.2.4 OS工作4：解决效率和安全问题 n操作系统采用了大量技术来提高机器效率和 人的效率，并确保安全问题 并发，多任务，多用户，分时 多道，虚存， 文件或设备的共享技术，链接，假脱机，等 n这些技术将在以后各章中逐步学习 53 第一章 绪论 1.3 从各种角度看OS 1.3.1 操作系统的结构 1.3.2 操作系统的接口（使用方式） 1.3.3 操作系统工作过程 1.3.4 操作系统的特点 1.3.5 操作系统的类型 1.3.6现代操作系统的特点 54 第一章 绪论 1.3.1 操作系统结构 n整体式结构 n层次式结构 n虚拟机结构 n客户服务器及微内核结构 55 第一章 绪论 整体式结构 IBM S/360 n优点： 结构紧密，组合方便，效率高 n缺点： 模块独立性差，结构不清晰，正确性难保障，可靠性差 ，维护困难 模块n 模块1 模块3 模块4 模块2 56 第一章 绪论 层次式结构 THE n优点： 维护方便，每层功能相对独立，复杂问题可分层化简 n缺点： 通信开销大，效率较低 全序结构半序结构 57 第一章 绪论 虚拟机结构 IBM VM/370 n优点： 灵活方便，满足不同用户对机器的需求 n缺点： 运行效率相对较低 硬件 虚拟机 内核1内核2内核n 进程进程进程 58 第一章 绪论 C/S及微内核结构 Mach n优点： 具有较好的一致性、可扩展性、可移植性、可靠性 n缺点： 通信开销大，效率稍低 微内核 客 户 进 程 设备 驱动 程序 文件 服务 器 虚拟 存储 管理 安全 服务 59 第一章 绪论 1.3.2 操作系统的接口（使用方式） n交互界面 命令 窗口界面 n编程界面 SHELL编程 系统调用 60 第一章 绪论 1.3.3 操作系统工作过程 61 第一章 绪论 1.3.4 操作系统的特点 n硬件相关、应用无关 n核心常驻内存 n中断驱动 n权威性 n并发 n庞大、复杂 n重要性（无处不在、无时不有） 62 第一章 绪论 1.3.5 操作系统的类型 n传统（traditional）操作系统、现代（ contemporary）操作系统 n按硬件规模分：微机、小型机、大型机操作 系统 n按资源共享的级别分：单任务、多任务、单 用户、多用户、单道、多道操作系统 n按所允许的交互类型分：批处理、分时处理 、个人机、实时操作系统 63 第一章 绪论 1.3.6 现代操作系统的特点 n微内核结构 n多线程 n对称多处理 n分布式操作系统 n面向对象设计 *64第一章 绪论 微内核结构 只给内核分配最基本的功能， 可简化实现，提供灵活性 多线程 把执行一个应用程序的进程划分成可以同 时运行的多个线程。 提高程序的执行效率。 *65第一章 绪论 对称多处理 有多个处理器共享同一个主存储器和I/O设备，可 以执行相同的功能。 提高并行性、可靠性 面向对象技术 提高模块独立性，便于扩展 *66第一章 绪论 1.4 操作系统纵览 n下面让我们顺着历史轨迹纵览 各个时期的操作系统 67 第一章 绪论 单道批处理操作系统 1、FMS（FORTRAN Monitor System，FORTRAN 监控系统） 2、IBMSYS（IBM为7094机配备的操作系统） 68 第一章 绪论 IBM OS/360 n1964 年IBM 宣布推出System/360计算机系统 第一个采用小规模集成电路的主流机型 69 第一章 绪论 IBM System/360, 庞大的软件怪兽 n数千名程序员写的数百万行汇 编语言代码 系统自身占据了大量存储空间 和一半的CPU时间 n数百万行汇编代码中有成千上 万处错误 nIBM不断发行新的版本试图更正 这些错误 每个新版本在更正老错误的同 时又引入新错误 n所以随着时间的流逝，错误的 数量大致保持不变 70 第一章 绪论 MULTICS的灾难 n1965年在ARPA的支持下MIT、贝尔实验室 和通用电气公司决定开发一种“公用计算 服务系统”， 希望能够同时支持整个波 士顿所有的分时用户。该系统称作 MULTICS （MULTiplexed Information and Computing Service ) nMULTICS设计目标是：便利的远程终端使 用，大量终端通过电话线接入计算机主机 高可靠的大型文件系统；大容量的用户 信息共享；存储和构造层次化信息结构的 能力 71 第一章 绪论 nMULTICS研制难度超出了所有人预料 长期研制工作达不到预期目标，1969年4月 贝尔实验室退出，通用电气公司也退出了 nMULTICS引入了许多现代操作系统的概念雏 形，对随后操作系统特别是UNIX的成功有 着巨大的影响 72 第一章 绪论 UNIX 一个极为成功的操作系统 73 第一章 绪论 UNIX概述 n多用户多任务操作系统 n目前三大主流操作系统之一 n跨越从PC到巨型机范围的唯一操作系统 n有许多变种与克隆 74 第一章 绪论 UNIX发展简史 n产生：69年ATT公司贝尔实验室 Thompson&Ritchie，PDP-7。后者在 1973年，设计了C语言，并重写了UNIX n第二阶段（73-79）：免费扩散 n第三阶段（7585）：商用版本的出现（ 77年）和三大主线的形成 n第四阶段（80年代后期）：两大阵营和标准 化 n第五阶段（90年代至今）：共同面对外来竞 争、两大阵营淡化 75 第一章 绪论 UNIX的诞生 n1969年，在贝尔退出MULTICS研制项目后，Ken Thompson和Dennis M. Ritchie 想申请经费买计 算机从事操作系统研究，但多次申请得不到批准 n项目无着落，他们在一台无人用的PDP-7上，重新 摆弄原先在MULTICS项目上设计的“空间旅行”游 戏 n为了使游戏能够在PDP-7上顺利运行，他们陆续开 发了浮点运算软件包、显示驱动软件，设计了文 件系统、实用程序、shell 和汇编程序 n到了1970年，在一切完成后，给新系统起了个同 MULTICS发音相近的名字UNIX n1973年，UNIX用C语言全部重写。 76 第一章 绪论 第二阶段（73-79）免费扩散 n73年后，UNIX迅速以许可证形式免费传播 到各大学。这些大学、研究机构对UNIX进 行了深入研究、改进和移植。AT&T又将这 些改进加入到UNIX。 n众多大学免费使用UNIX，使学生们熟悉了 UNIX，他们毕业后将UNIX传播到各地。 77 第一章 绪论 第三阶段（7585）商用版本的出现（77年）和 三大主线的形成 nUNIX的发展导致许多公司开发自己机器上 UNIX增值商业版本。 nUNIX变种大量增加。这些变种围绕3条主线 ：由Bell实验室发布的UNIX研究版（V1到 V10）；伯克利发布BSD；Bell发布的UNIX System III和 System V。 nBSD对UNIX的发展有重要影响，许多新技 术是BSD率先引入的：TCP/IP，分页存储 管理，快速文件系统，套接字等。 78 第一章 绪论 第四阶段（80年代后期）两大阵营和标准化 n80年代后期，UNIX变种的增多导致了程序的不兼 容性和不可移植，因此迫切需要标准化。 n87年AT&T同SUN合作将System V和SUN OS统 一为一个系统。其它厂商（IBM、DEC、HP等） 感到了威胁，于是联合起来在88年成立了开放软 件基金会（OSF）。作为回应AT&T和SUN成立了 UNIX国际（UI）。 nIEEE尝试将两大阵营统一起来，制定了POSIX标 准。 n在标准化的过程中，各厂商总想加入一些特性来 标榜自己的“产品特色和优势”，这使得标准化没 有完全成功。 79 第一章 绪论 第五阶段（90年代至今）共同面对外来竞争、 两大阵营淡化 n80年代是UNIX蓬勃发展的十年，进入90年 代，Windows的发展、Linux的出现，两大 阵营的争斗很快淡化下来。 80 第一章 绪论 UNIX发展简图 81 第一章 绪论 UNIX主要变种概况 82 第一章 绪论 UNIX评析 n早期优点： 内核结构小巧精湛 接口简洁统一 功能丰富实用 用高级语言编写和好 的结构导致可移植性 好 源码免费开放 n早期缺点： 缺乏图形界面 内核单体结构可扩充 性差 n现在这些优缺点有的 还在，有的没有了 结构越来越庞大 源码免费开放和简单 许可证形式促进了早 期的普及，但也导致 各变种间的不兼容 图形界面大大增强 内核仍是单体结构 源码不开放后又开始 开放 83 第一章 绪论 CP/M 操作系统 n随着大规模集成电路发展，个人计算机时代到来了, 各种类型的个人计算机和软件层出不穷 n1973年Gary Kildall看到对个人计算机操作系统的 需求,设计了CP/M操作系统 (Control Program/Microprocessor or Microcomputer) nCP/M操作系统有较好的层次结构。它的BIOS把操作 系统的其他模块与硬件配置分隔开，所以它的可移 植性好, 具有较好的可适应性和易学易用性 n到了1981年，CP/M操作系统成为世界上流行最广的8 位操作系统之一 84 第一章 绪论 微软MS DOS n个人计算机的成功，逼得IBM采取紧急战略行动, 决定要在1980年尽快生产出微型计算机，以应付 挑战 n但没有操作系统不行。要想快就是找现成系统配 套，IBM公司洽谈 CP/M操作系统不顺利，机遇落 到了微软公司 n在关键时刻，开发新操作系统时间和人手上已经 不可能，微软找到西雅图计算机产品公司，达成 由微软经销西雅图计算机产品公司的QDOS操作系 统的协议 n当时西雅图公司并不知道QDOS将被转卖给IBM，否 则历史将会怎样演变，谁也无法知晓 85 第一章 绪论 nIBM在1981年推出个人计算机，宣布了DOS操作系 统 n随着IBM PC和MS DOS普及，CP/M逐渐走向下坡路 nMS DOS有优良的文件系统 但受到Intel x86体系结构的限制 缺乏以硬件为基础的存储保护机制 n它属于单用户单任务操作系统 n从1981的 1.0版到1998年在Windows 95/98之下的 7.0版，MS DOS历经了16个年头 n迄今仍有MS DOS爱好者继续开发各种DOS软件产品 86 第一章 绪论 拯救苹果公司的Macintosh(MAC OS) n在推出IBM PC机后，市场卷起一股龙卷风 nIBM自己也没有料到产品会有如此巨大的成 功 nIBM的成功说明必有其他公司失败。甚至连 苹果公司也遇到了问题，销售数量落到了 兰色巨人的后面 n苹果公司推出Lisa机遭到失败，Apple III 型也遭到失败 n分析家们认为，在微机市场上的战斗似乎 兰色巨人要嬴了 87 第一章 绪论 88 第一章 绪论 施乐(Xerox)Palo Alto研究中心 -70年代的计算机研究思想库 n世界上第一台个人计算机Alto，1972年 在这里出现 n图形界面，手持鼠标，面向对象程序设 计 微机网络，桌面出版和激光打印等等 具有先进概念和技术的原型都首次出现 在这里 89 第一章 绪论 n1979年苹果公司允许施乐公司购买一百万股 的苹果公司股票 作为回报，施乐公司允许苹果公司的少数 人员，包括乔布斯（Jobs），在有限的时间 内考察施乐公司Palo Alto研究中心内部， 并同该思想库的研究人员交谈 n苹果公司对Palo Alto研究中心内的技术大 感吃惊 n他们更吃惊的是，施乐公司在拥有这些宝贵 技术的同时竟然什么也没有做！ 90 第一章 绪论 n对Palo Alto研究中心这些科学家们而言 ，苹果公司的人是他们第一次遇到真正理 解他们技术的人 n这些科学家们后来有的去了苹果公司，微 软公司，有的最终创办了自己的公司 n在访问的基础上，苹果决定立即开发采用 这些新技术的个人计算机 n苹果公司已看到：IBM PC机的技术有多么 糟糕，但他们卖得又是特别的好 91 第一章 绪论 MAC OS、鼠标的新型个人计算机 n1984年，人们看到一则广告：“What was that?”和对Macintosh的介绍, 这是配有图形界 面操作系统 MAC OS和鼠标的新型个人计算机 nMAC机一上市立即在市场上获得极大的成功 n当年比尔.盖茨都说，这是一台他的妈妈也能使用 的计算机 nMacintosh把苹果公司从连续的失败中拯救出来 苹果公司又开始向前发展 n正是Mac先进图形界面操作系统技术，超前PC机若 干年，造就了一批苹果的忠实追随者 92 第一章 绪论 一波三折的微软Windows操作系统 n1983年10月，PC机竞争厂家的图形界面相 关产品上市 n面对市场压力，比尔.盖茨在1983年11月 10日宣布推出Windows操作系统 n然而宣布容易，交货就不简单了， Windows交货期的灾难，成了当年计算机 界的笑柄 n直到1985年11月20日，Windows 1.0才正 式上市 93 第一章 绪论 Windows的历史记录 nWindows在当时微软历史上创了几个记录：延迟 交货次数最多，投入开发人员最多，开发时间 最长，更换主管人员最多 n不过几年之后，Windows终于创造了销售成绩最 佳的历史记录 n1992年4月，推出Windows 3.1, 1993年5月，发 表Windows NT nWindows 95，Windows CE，Windows 98， Windows 2000，Windows XP,.net n个人计算机采用Windows占90以上，微软公司 成了垄断PC行业的同义词 94 第一章 绪论 Windows系列 95 第一章 绪论 基于微内核的Mach操作系统 n1975年Rochester大学开发了RIG 操作系统 n系统设计者之一Richard Rashid 移居到CMU后，在 DARPA支持下，1984年开始了Mach的开发 n希望Mach能与UNIX兼容，运行线程，更好的进程通信 机制，支持多处理机及好的虚拟存储系统 nMach第一个版本是1986年为VAX 11/784四CPU多处理机 发布 n1988年的Mach 2.5版包含了大量的BSD UNIX的代码 n1989年，Mach 内核中去掉了所有的BSD UNIX的代码， 剩下了一个纯的Mach微内核，这就是Mach 3.0版本， 它是OSF发布的基础 96 第一章 绪论 nMach中采用了许多当代操作系统使用的技术, 微 内核、线程、进程间消息传递和面向对象的设计 方法等等 n在Mach的基础上，有不少用于微处理器、多处理 器以及超级计算机的操作系统和实时嵌入式操作 系统陆续设计和开发出来，如OSF/1，DEC Unix, NeXT等等 97 第一章 绪论 IBM大型计算机操作系统OS/390 n90年代末期，电子商务发展刺激对计算能力的要求，导致大 型机市场的再度升温 n三十年的改进,IBM S/390已成为有高可靠性、可扩展性、及 安全可用性的现代大型计算机系统 n支持UNIX 95标准，UNIX应用程序可在IBM OS/390上运行 n同时还可继续运行S/390应用程序，包括S/370上开发的应用 程序 n包括TCP/IP的多种通信协议，具有高网络安全性 n采用面向对象程序设计、并行处理、分布式处理以及客户机 /服务器技术，具有较强的互操作性、可移植性与可扩展性 98 第一章 绪论 n由于历史渊源，OS/390有不同的系统运行方式: S/370本机模式，支持原先在S/370运行的程序 ESA/390模式，支持到10个240M处理器内存和256个 通道 ESA/390 LPAR模式，系统可分成最多十个部分，每 个部分有自己的CPU，存储器和通道，且分别运行 不同的操作系统，如S/370, ESA/370 和ESA/390 等 n在PC机时代，人们曾经估计大型计算机会衰亡 nIBM S/390是大型计算机复活的一个典型 那么，在21世纪的Internet和后PC的时代，大型 机还会有什么演化，只有让时间来说明 99 第一章 绪论 IBM的OS产品简介 nAIX 5L：IBM RS/6000和SP结点上的高端UNIX AIX：Advanced Interactive Executive 深蓝，蓝色太平洋 nzOS:IBM z/900大型主机系统64位专有OS 前身：OS/390（S390服务器） 更早前身：MVS（S38/s370/S360大型主机系统） nVM和VSE： S38/s370/S360大型主机系统 nOS/400：IBM AS/400服务器专有OS（原小型机） nOS/2 Warp 4.0：IBM PS/2微机 nPC DOS 7和PC DOS 2000：IBM PC个人机 100 第一章 绪论 嵌入式操作系统的代表VxWorks nVxWorks支持各种工业标准，包括POSIX, ANSI C 和TCP/IP网络协议 nVxWorks运行系统的核心是一高效率的微内核 n微内核支持各种实时功能，包括快速多任务处理 ，中断支持，抢占式和轮转式调度 n微内核设计减轻了系统负载并可快速响应外部事 件 n从只需几千字节存储器的深嵌式产品设计到复杂 高端实时系统设计，开发人员有八十多个选件并 可构成上百个不同的配置 101 第一章 绪论 nVxWorks开发主机：Windows 9x,Windows NT, Sun Solaris, SunOS, HP-UX等 n支持目标微处理器：86, 68k, PPC, CPU 32, i960, SPARC, SPARCLite, SH, ColdFire, R3000, R4000, C16X, ARM, MIPS等 n在“极地登陆者”号，“深空二号”和火星气候 轨道器等登陆火星探测器上，就采用了VxWorks nVxWorks负责火星探测器全部飞行控制，包括飞行 纠正、载体自旋和降落时的高度控制等，而且还 负责数据收集和与地球的通信工作 n目前在国内也占据嵌入式开发系统市场主要份额 102 第一章 绪论 嵌入式操作系统 例子：windows mobile /wm/ppc 103 第一章 绪论 例子：PALM OS 104 第一章 绪论 例子： Symbian 105 第一章 绪论 Internet时代与Free OS n自由软件介绍 nLinux n其他free OS：FreeBSD,Minix等 106 第一章 绪论 自由软件介绍 n软件按提供方式和是否盈利可划分为三种模式: 商业软件(Commercial software） 共享软件（Shareware） 自由软件（Freeware或Free software） n自由软件的自由（free）有两个含义： 可免费提供任何用户使用 其源码公开和可自由修改 n84年，自由软件之父Richard Stallman组织发起了 GNU计划，它的目标是创建一套完全自由的操作 系统。 “GNU代表自由的思想，但不是免费的午餐。” n93年，Linus把Linux奉献给了自由软件，从而使 自由软件增加了一个很好的发展根基。 107 第一章 绪论 Linux概述 n多任务多用户自由OS nUNIX的克隆（clone） n全球用户上千万 n发行套件版本 Red Hat 7.* 108 第一章 绪论 Linux历史 n199091：芬兰赫尔辛基大学计算机系大 学生Linus Torvalds n91年底：Linus在赫尔辛基大学FTP服务器 发布 n93年：Linux 1.0，完全自由版权 n93年底：加入公用版权协议（GPL） n98年开始：Linux热 109 第一章 绪论 1、完全免费 用户可以通过网络或其他途径免费获 得，并 可以任意修改其源代码。来自全世界的无数程 序员参与了Linux的修改、编写工作 2、完全兼容POSIX 1.0标准 在Linux下可运行常见的DOS、Windows的程序 Linux的优点 110 第一章 绪论 3、多用户、多任务 Linux支持多用户，各个用户对 于自己的文件 设备 有自己特殊的权利，保证了各用户之间互 不影响。 4、良好的界面 Linux同时具有字符界面和图形界面。 5、丰富的网络功能 在Linux中，用户可实现 网页浏览 、文件传输 、远程登陆等网络工作。并且可以作为服务器 提供WWW、FTP、E-Mail等服务。 111 第一章 绪论 6、可靠的安全、稳定性能 Linux采取了许多安全技术措施，其中有对读 、写进行权限控制、审计 跟踪、核心授权等技 术，为安全提供了保障。 7、支持多种平台 Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86 、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。 Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在 掌上电脑 、机顶盒或游戏机上。同时Linu