操作系统讲义

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1、操作系统目录第一章引论赵英1．1操作系统的作用与功能1．2操作系统基础概念1．3操作系统的特性1．4操作系统的性能第二章进程管理陈春超、张莹、王羽中、许静2．1进程的基本概念2．2进程的状态及表示2．3进程通讯基础2．4经典的进程通讯问题2．5中断和陷入2．6进程调度第三章存储管理刘家根、毛敏、李建强、何晓燕、常虹3．1存储管理和概述3．2存储管理的早期技术3．3虚拟存储的的基本思想3．4页式虚拟组织3．5页式虚拟组织存储虚拟管理算法3．6段式虚拟存储器3．7段式虚拟存储器第四章输入和输出李明、刘娜、杨玲玲4．

2、1概述4．2终端4．3时钟第五章文件系统基础林碧华、王琳、程晓5．1概述5．2文件5．3目录5．4文件系统实现5．5文件系统的可靠性及性能70操作系统第一章引论1.1操作系统的作用和功能首先，让我们对操作系统的作用和功能有一个基本的了解，操作系统作为计算机系统中最重要的系统软件，它的作用可以从两个角度来观察，从用户的角度来说，操作系统是对用户所提供的使用计算机的界面(Interface)，也就是我们将要讨论的虚拟机的概念。而从机器的角度来说，操作系统又是对计算机各种系统资源的管理者，负责对各种硬件和软件资源进行

3、分配。所以，了解一下操作系统的基本作用和功能对于全面理解操作系是十分重要的。1.1.1从虚拟机角度观察OS大家知道，用户直接使用裸机是非常不方便的，例如，用户对裸机进行输入、输出操作时，必须直接对硬件进行繁琐的程序设计，这对多数用户而言是难以胜任的。而操作系统的主要任务就是将这些复杂的硬件操作与用户隔离开来，代替用户对计算机硬件进行控制，如磁盘读写、中断响应、内存管理等。从用户的角度来看，他们所直接面对的不再是令人头疼的硬件，而是使用起来方便的多的操作系统了，这就是我们所说的虚拟机(VirtualMachine

4、)。1.1.2从资源管理者角度观察OS购置计算机的用户最关心的莫过于系统性能与价格是否相称，能否高效地工作，能否给他们带来一定的经济效益，而在这时操作系统的任务就是合理而有效地管理好系统中所有的软、硬件资源，按照需要和一定规则对它们进行分配、控制和回收，以便经济而高效地向用户提供各种性能优良的服务。1.2操作系统基本概念操作系统和用户程序之间的界面是由操作系统所提供的一套“扩展指令”(ExtendedInstruction)来定义的，这些“扩展指令”又被称作系统调用(SystemCall)。这些系统调用的任务就

5、是创建、删除以及使用各种由操作系统所管理的软件对象，如进程和文件。本节就对这些基本概念进行简要的介绍。　1.2.1进程（Process）进程在操作系统中是一个十分重要的概念，它指的是程序的一次执行，是一个动态的概念。进程包括可执行的程序代码、程序的数据和堆栈、程序计数器、堆栈指针、有关寄存器、以及所有运行程序所必须的其它信息。1.2.2文件（Files）文件是具有名称的一组信息系列，它可以表示范围非常宽广的对象。系统和用户都可以将其有一定独立功能的程序模块，一组数据命名成为一个文件。例如用户的一个C源程序、一个

6、目标代码程序、系统中的库程序和各种系统程序、一篇文章等都可以构成一个文件。操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构称为文件管理70操作系统系统。文件系统为用户提供了一个简便、统一的存取和管理信息的方法，用户就可以通过文件名、按照文件的逻辑结构，使用简单而直观的操作存取所需要的信息。从而使用户摆脱了存储介质的特性及输入/输出指令的细节。1.2.3系统调用系统调用有时也被称为广义指令或管理程序调用，它是在用户态下运行的程序和操作系统之间的界面(Interface)，用户态程序使用系统调用可以获得操作系统所提供的各

7、种服务。用户编制程序时，虽然可以把系统调用看做是他所使用的语言的一部分，但实际上系统调用的功能是由操作系统提供的，它是操作系统对裸机加以扩充和构造后呈现在用户态程序面前的外特征。1.2.4作业控制和命令解释器(Shell)Shell，即命令解释器(CommandInterpreter)，它本身并不属于操作系统的一部分，但由于它的使用包含了操作系统的特性，所以通过它可以很好地说明系统调用是如何被使用的。一旦用户进入系统，Shell就被启动了，它将用户终端做为标准输入和标准输出。它在屏幕上会显示一个提示符(Prom

8、pt)，如一个'$'号，表示它在等待用户输入命令。例如，用户键入命令'Date'，Shell就创建一个子进程来运行Date程序，当该进程完成时，Shell就把结果告诉用户，并且重新显示提示符，等待用户键入下一个命令。1.3操作系统的特性现在我们已经知道，操作系统是一种相当重要而又复杂的系统软件。在对它的基本概念和功能有了一个初步的了解之后，让我们对操作系统的几个特性进行说明。　1.3.