计算机操作系统(第三版)os1_1.ppt

计算机操作系统,Computer Operating System,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介How many?,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,DOS,DOS,DOS是Disk Operation System(磁盘操作系统）的简称，是个人计算机上的一类操作系统。它直接操纵管理硬盘的文件，一般都是黑底白色文字的界面。从1980年到1995年的15年间，DOS在IBMPC兼容机市场中占有举足轻重的地位 1980-1981年，西雅图电脑产品公司程序员蒂姆帕特森花费了四个月时间编写出了86-DOS操作系统。 1981年7月，微软以五万美元的代价向西雅图公司购得本产品的全部版权，并将它更名为MS-DOS。,第一章 操作系统引论,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,Mac OS,Mac OS,Mac OS是一套运行于苹果Macintosh系列电脑上的操作系统。Mac OS是首个在商用领域成功的图形用户界面,16:38,第一章 操作系统引论,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,Vista,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,Fedora,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,Linux,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,Solaris,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,Suse,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,Ubuntu,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,Redhat,Redhat,Red Hat是全球最大的开源技术厂家，其产品Red Hat Linux也是全世界应用最广泛的Linux。Red Hat公司总部位于美国北卡罗来纳州。在全球拥有22个分部。 Red Hat的Linux分为两个系列，其中一个是由Red Hat公司提供收费技术支持和更新的Red Hat Enterprise Linux系列；另一个是由社区开发的免费的Fedora 系列,16:38,第一章 操作系统引论,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介What is？,红旗Linux,红旗Linux,红旗Linux是由北京中科红旗软件技术有限公司开发的一系列Linux发行版，包括桌面版、工作站版、数据中心服务器版、HA集群版和红旗嵌入式Linux等产品。目前在中国各软件专卖店可以购买到光盘版，同时官方网站也提供光盘镜像免费下载。红旗Linux是中国较大、较成熟的Linux发行版之一。,16:38,第一章 操作系统引论,红旗Linux,1992年海湾战争和1999年北约入侵南斯拉夫联盟科索沃地区时，成功运用信息战瘫痪了对方几乎所有通讯系统。 很多人认为是由于伊拉克和南联盟各部门使用的计算机操作系统100%是微软和其它外国公司的操作系统,16:38,第一章 操作系统引论,红旗Linux,中国科学院软件研究所奉命研制基于自由软件Linux的自主操作系统，并于1999年8月发布了红旗Linux 1.0版。最初主要用于关系国家安全的重要政府部门。 2006年3月 红旗Linux桌面版5.0商业发布 2009年5月 红旗inMini 2009版商业发布，第一个面向移动终端、上网本等桌面系统 2009年9月 红旗Linux桌面版6.0 SP1商业发布，广泛应用于OEM及政府采购。,16:38,第一章 操作系统引论,红旗Linux,2010年7月 红旗Linux桌面版6.0 SP3商业发布，集成部分核高基课题成果，广泛应用于OEM及政府采购等项目 2013年4月 红旗inWise操作系统 v8.0 正式发布 2013年12月，红旗Linux发行商中科红旗员工发出请愿信讨薪，矛头直指中科红旗最大股东中科院软件所。 2014年2月10日，中科红旗贴出清算公告，宣布公司正式解散，员工劳动合同全部终止。成立14年之久的国产操作系统厂商解散。,16:38,第一章 操作系统引论,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介Important？,操作系统课程是计算机教育的必修内容 计算机专业的核心课 技术开发的理论基础,考研科目,Text1,Text2,Text3,Text4,Text,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介Important？,Text3,不是,理解操作系统如何工作 OS的工作方式 OS内部算法和数据结构 设计OS 过程中的问题、 解决方案和折中权衡 操作系统中的典型技术 和应用,而是,如何使用操作系统,16:38,第一章 操作系统引论,设计或修改现有的操作系统,加深对所用OS的理解，有利于编程用户深入地与操作系统打交道,编程时借鉴操作系统的设计思想和算法,D,选择购买操作系统,课程简介Why？,如FIFO算法，最佳适应算法,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介Why？,涉及到计算机科学的很多领域 计算机体系结构/硬件 软件设计 程序设计语言 数据结构 算法 网络 学习核心技术并能在其他地方应用之,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介feature,实践性强（从实践总结出原理） 涉及面广（并行程序，性能问题，结构问题，程序方法论，软件工程等等） 错综复杂：纵横交错,如何学好操作系统？,Learn OS concepts by coding them!,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介教材与参考书,教材 计算机操作系统，汤小丹编著。西安电子科技大学出版社 参考书 现代操作系统，陈向群等译，机械工业出版社 Windows操作系统原理，陈向群等，机械工业出版社 计算机操作系统教程，张尧学，史美林。清华大学出版社 计算机操作系统教程，周长林，左万历。高等教育出版社 操作系统教程，孙钟秀主编。高等教育出版社 操作系统，孟静等。人民邮电出版社 ,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介内容组成,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介教学资源, Email, password,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介教学方法,讲授 习题课 课堂讨论 作业 上机实验,考核方法,期末闭卷考试（70%）+平时成绩（30%）,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介学习要求,课前预习教材 按时上课，认真听讲 研读参考书和参考网站 整理笔记，认真思考，积极讨论，善于发现问题、提出问题并努力寻求问题的答案 结合操作系统专题学习网站等丰富的教学资源,努力寻求问题的答案，掌握基本原理,拓展知识，延伸视野，提高分析问题和解决问题的能力 。,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介Purpose,1介绍操作系统的基本概念、基本结构及运行环境 2介绍操作系统原理、设计方法和实现技术 3介绍操作系统的演化过程、发展研究动向、新技术以及新思想 4介绍各种有代表性的、典型的操作系统实例 5培养学生分析问题、解决问题的基本能力，培养创造型人才,16:38,第一章 操作系统引论,课程简介future gain,使学生对操作系统的基本概念、基本结构及运行环境有深入的认识，对操作系统这一课程有比较全面的把握 使学生深入到操作系统内部，理解并掌握操作系统的基本原理、设计方法和实现技术 使学生了解操作系统的演化过程、发展研究动向、新技术以及新思想，使学生具有透过变化看趋势、透过技术抓原理、把握学科发展脉搏的基本素质，为其今后在相关领域开展工作打下坚实的基础,16:38,第一章 操作系统引论,1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特性 1.4 操作系统的主要功能 1.5 OS结构设计,第一章 操作系统引论,16:38,第一章 操作系统引论,本章学习目标,掌握什么是操作系统 掌握操作系统的目标和作用 了解操作系统的发展过程，掌握不同种类操作系统的优缺点 理解操作系统的基本特性 掌握操作系统的主要功能 了解常用的操作系统结构设计方法,16:38,第一章 操作系统引论,名称的演变,16:38,第一章 操作系统引论,操作系统在程序执行时做什么？,#include int main(int argc, char *argv ) puts(“hello world“); return 0; ,第一章 操作系统引论,用户告诉操作系统执行hello程序 操作系统找到该程序，检查其类型 检查程序首部，找出正文和数据的地址 文件系统找到第一个磁盘块 父进程需要创建一个新的子进程，执行hello程序 操作系统需要将执行文件映射到进程结构 操作系统设置CPU上下文环境，并跳到程序开始处 程序的第一条指令执行，失败，缺页中断发生 操作系统分配一页内存，并将代码从磁盘读入，继续执行更多的缺页中断，读入更多的页面,操作系统在程序执行时做什么？,第一章 操作系统引论,程序执行系统调用，在文件描述符中写一字符串 操作系统检查字符串的位置是否正确 操作系统找到字符串被送往的设备 设备是一个伪终端，由一个进程控制 操作系统将字符串送给该进程 该进程告诉窗口系统它要显示字符串 窗口系统确定这是一个合法的操作，然后将字符串转换成像素,操作系统在程序执行时做什么？,16:38,第一章 操作系统引论,窗口系统将像素写入存储映像区 视频硬件将像素表示转换成一组模拟信号控制显示器（重画屏幕） 显示器发射电子束 你在屏幕上看到hello world,操作系统在程序执行时做什么？,16:38,第一章 操作系统引论,与硬件的关系： 控制CPU的工作 访问存储器 设备驱动、中断处理。,与用户及应用程序的关系： 提供方便的用户界面、 提供优质的服务。,1. OS与各层的关系,操作系统在计算机中的位置,16:38,第一章 操作系统引论,下层硬件环境： 提供OS运行基础; 限制了OS的功能实现,2. 各层对操作系统的制约,上层软件: 对OS提出要求 良好的用户界面,操作系统在计算机中的位置,16:38,第一章 操作系统引论,计算机硬件,操作系统,其他系统软件,应用程序,与开发者的关系,操作系统在计算机中的位置,其他用户,操作系统设计者,系统软件设计者,应用程序设计者,第一章 操作系统引论,1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特性 1.4 操作系统的主要功能 1.5 操作系统的结构设计,第一章 操作系统引论,第一章 操作系统引论,1.1 操作系统的目标和作用,有效性 改善资源利用率，提高系统吞吐量 方便性 使计算机系统使用起来更方便 可扩充性 能够不断适应发展的要求 开放性 使来自不同厂家的计算机和设备能够有效地协同工作，实现应用的可移植性和互操作性,操作系统的目标,16:38,第一章 操作系统引论,操作系统的作用,OS作为用户与计算机硬件之间的接口 OS处于用户和计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统 用户可以通过命令方式、系统调用方式和图形、窗口方式使用计算机,1.1 操作系统的目标和作用,用户,应用程序,系统调用 命令 图标、窗口 操作系统,计算机硬件,16:38,第一章 操作系统引论,操作系统的作用,OS作为计算机系统的资源管理者 硬件资源：处理器、存储器、I/O设备 信息资源：程序和数据,1.1 操作系统的目标和作用,16:38,第一章 操作系统引论,操作系统的作用,OS实现了对计算机资源的抽象 当计算机上覆盖了操作系统后，便为用户提供了一台功能显著增强，使用更加方便，效率明显提高的虚拟计算机,1.1 操作系统的目标和作用,用户,物理接口,硬件,用户需了解物理接口的实现细节； 利用机器指令进行编程,用户无需了解物理接口的实现细节； 在窗口环境下使用计算机,16:38,第一章 操作系统引论,1.1 操作系统的目标和作用,不断提高计算机资源利用率 计算机价格昂贵！从单个作业到批处理作业，从单道程序到多道程序，以及SPOOLing，虚拟存储器和网络环境下允许所有网络用户访问文件系统和数据库系统 方便用户 改善用户上机、调试程序时的环境 器件的不断更新换代 微电子技术的迅猛发展，推动着计算机器件的更新换代。如芯片从8位16位 32位64位。存储设备从磁盘移动硬盘闪存盘扫描仪等。 计算机体系结构的不断发展 单处理机系统到多处理系统，支持网络的网络操作系统,在出现OS后的短短50年中，操作系统取得了很大的发展。规模由原来的数十KB发展到如今的数千万行代码，可将其发展的主要动力归结为如下所述的四个方面：,操作系统的发展动力,16:38,第一章 操作系统引论,1.1 操作系统的目标和作用,不断提高计算机资源利用率 方便用户 器件的不断更新换代 计算机体系结构的不断发展,操作系统,操作系统,操作系统的发展动力,16:38,第一章 操作系统引论,作业,P33 1.设计现代OS的主要目标是什么？ 2.OS的作用可表现在哪几个方面？ 3.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？ 补充：试说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户之间的关系。,16:38,第一章 操作系统引论,作业参考答案,补充：试说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户之间的关系。 答：操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件，它管理计算机的硬件和软件资源，并向用户提供良好的界面。操作系统与硬件密切相关，它直接管理着硬件资源，为用户完成所有与硬件相关的操作，从而极大地方便了用户对硬件资源的使用并提高了硬件资源的利用率。操作系统是一种特殊的系统软件，其他系统软件运行在操作系统的基础之上，可获得操作系统提供的大量服务，也就是说操作系统是其他系统软件与硬件之间的接口。而一般用户使用计算机除了需要操作系统支持外