第一章-操作系统原理和实训-文档

操作系统使用教材：操作系统原理与实训教程（第2版）

范辉谢青松编著高等教育出版社2019年7月版计划学时：讲授4×16学时，实验16学时学生班级：数字2009级1-2班(70人)任课教师：联系方式：qs_xie163或或执行时间：2019年2月22日—2019年6月9日

课程任务和要求

任务

通过本课程的学习,掌握操作系统的基本概念、设计原理及实施技术,具有初步分析操作系统和设计、实现、开发实际操作系统的能。

基本要求

通过理论学习和上机操作,使学生能掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能.了解UNIX操作系统、WINDOWSNT操作系统的基本轮廓,具有初步分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。2操作系统课程的特点：

实践性强涉及面广（并行程序，性能问题，结构问题，程序方法论，软件工程，等等）错综复杂如何学好操作系统？

理论抽象多看（课本和参考书）、多练（习题和上机）、多想（包括预习、听课和复习），当然还要端正态度。

31现代操作系统Tanenbaum著陈向群等译机械工业出版社

2

OperatingSystemsInternalsandDesignPrinciplesWilliamStallings清华

3

OperatingSystems,ThirdEditionGaryNutt机械工业出版社

4计算机操作系统（修订版）汤子瀛等西安电子科大版2019

5操作系统教程（第3版）孙钟秀高等教育出版社

6操作系统原理谢青松人民邮电出版社

7计算机操作系统教程习题解答与实验指导张尧学等清华2000

8

参考教材第1章引言

OS的地位OS的作用：用户应用软件其他系统软件

裸机操作系统1.1OS(OperatingSystem)的概念计算机系统的层次结构：人机接口系统资源管理者虚拟机器1.1OS的概念（续）OS的设计目标：方便性、有效性、可扩充性、开放性。OS主要功能：四大类系统资源的管理和与用户的接口。另有中断处理、时钟管理和出错处理等。在批处理系统中还有作业管理功能。OS定义(P5)：

OS是合理组织计算机的工作流程，有效控制和管理计算机系统的各类资源，并方便用户使用计算机的一组程序的集合。它是最基本、最重要的系统软件。

从无到有雏形批处理分时实时PC网络分布式OS1945~1955真空管和插件板，无OS时代

1955~1965晶体管和批处理系统，OS诞生、成长时期

1965~1970~1980IC芯片和多道程序，OS成熟

1980~VLSIC，PC网络分布式OS以上各阶段用户的用机方式：全人工脱机I/O联机I/O1.2OS发展过程上个世纪60年代末至70年代初杨芙清院士主持我国第一台百万次集成电路计算机（150）操作系统，支持多道程序运行，在石油勘探领域成功应用。上个世纪70年代中后期杨芙清院士主持我国第一个全部用高级语言书写的DJS240机操作系统，DJS200/XT2层次管程结构模型，PCM设计方法，活跃管程结构模式。国内操作系统的研制状况大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点国内操作系统的研制状况（续）

GX73多机实时操作系统（1978年）

国防科技大学，1980年装在“远望”-I号航天测量船上，完成了向太平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射的测控任务；完成了我国第一颗同步地球卫星的测控、定轨、控制任务。

“银河”-1YHOS巨型操作系统（1983年）国防科技大学，用于YH-1、YH-2超级计算机，用于我国的石油勘探、天气预报和核物理研究。COSIXv1.X/2.0国产UNIX类操作系统（国家八五、九五重点科技攻关成果，以中软为首，联合国内18个单位共同完成）微内核结构，安全级别超过B1，中文界面。嵌入式操作系统Hopen（女娲计划）。Linux类操作系统。可从多角度进行多种分类：比如，按机器硬件结构、规模可分为：大、中、小型机OS，

PCOS，网络OS和嵌入式OS等；而按系统处理任务的方式可分为：三种基本类型的OS（即批处理系统、分时系统和实时系统）和分布式OS。若按系统能同时响应的用户及任务数则可分为以下三种类型：单用户单任务OS（如DOS）、单用户多任务OS（如

Windows9X）和多用户多任务OS（如UNIX）。1.3OS分类早期的批处理系统示意图脱机输入/输出过程：(a)程序员将卡片拿到1401机处(b)1401机将批处理作业读到磁带上(c)操作员将输入磁带送入7094机(d)7094机进行计算(e)操作员将输出磁带送到1401机(f)1401机打印输出12分时系统示意图

分时系统基于主从式多终端的计算机体系结构：一台主机连接着多个带有显示器、键盘及控制器的本地或远程终端，多用户在自己的终端上以交互方式使用主机，共享系统资源

主机(分时

OS）

终端终端终端……13多道操作系统的基本特性:1.4OS的特征P13图1-3

并发性共享性(两含义)

虚拟性异步性

一、命令界面

1、脱机命令界面(如JCL语言)2、联机命令界面(如键盘命令)

二、程序界面（用户只能在其程序中使用的一组操作系统函数，如MSDOS的INT函数、UNIX的Systemcall函数、Windows的API函数等）

三、图形用户界面(GUI)1.5OS的用户界面OS的结构设计不同时期的软件开发方法使OS结构从整体式无结构系统模块化结构层次式结构

C/S模式的微内核结构。同时系统本身具有不同的结构。一、整体式结构二、层次式结构三、虚拟机系统四、客户-服务器系统

1.6OS的结构OS结构示意图(1)整体式（单块）系统的简单结构模型17OS结构示意图(2)StructureoftheTHE（1968）operatingsystem18MS-DOSLAYEREDSTRUCTUREUser(L3)CommandProcessor(L2)DOSKernel(L1)BIOSHardware19OS结构示意图(3)StructureofVM/370（1979）withCMS（ConversationalMonitorSystem)20OS结构示意图(4)Theclient-servermodel21OS结构示意图(5)Theclient-servermodelinadistributedsystem22MICROKERNEL

23RitcheandThompson1973,UNIX;1983,TuringAwardBillGates&PaulAllen1975MSCo.，1981DOS1.0,1990Windows3.1,2019Windows95；

1993WindowsNT,2000Windows2000,2019Windowsserver2019对OS贡献大的人：AndrewS.Tanenbaum1987,MINIXLinusTorvalds1991,LinuxSteveJobs，SteveWozniak1977AppleComputer,Inc.,AppleDOS;1984MacintoshOS;1991,2019MacOS;2019MacOSx当前几个著名的开源OS：MINIXLinuxFreeBSD(UNIX)Solaris10(SUN’sOpenSolarisProject,descendantofBSDandSystemV)当前的OS国家级精品课程：浙江大学李善平主持的OS

/kj/k/505电子科技大学刘乃琦主持的OS

38/os国防科大邹鹏主持的OS华中科技大学庞丽萍主持的OS北大、清华等主要参与微软等公司的操作系统精品课程建设项目OS定义（P5）