主讲教师：万寿红中国科学技术大学络学院

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1、主讲教师：万寿红中国科学技术大学网络学院操作系统教材史杏荣、杨寿保编著，《操作系统原理与实现技术》，中国科学技术大学出版社，1997参考书汤子瀛等著，《计算机操作系统》，西安电子科技大学出版社，1996张尧学史美林，计算机操作系统教程，清华大学出版社周长林左万历，计算机操作系统教程，高等教育出版社作业统一闭卷笔试课程目的：了解操作系统的功能、基本原理和实现技术，加深对计算机运行环境的理解。基本要求：掌握一般操作系统的进程管理、作业管理、存储管理、设备管理和文件管理的功能、原理与实现的基本思想，初步体会具体操作系统在这些方面的工作机制。1.1什么是操作

2、系统1.2操作系统发展史1.3操作系统的分类1.4研究操作系统的几种观点第一章引论计算机系统(层次结构)软件硬件及固件（裸机）应用软件系统软件编辑软件，编译软件操作系统计算机系统的组成1.1什么是操作系统操作系统的地位和目标操作系统在计算机系统中的地位有效性（系统管理人员的观点）方便性（用户的观点）引入操作系统的目标:OS是计算机硬件、软件资源的管理者。管理的对象：CPU、存储器、外部设备、信息（数据和软件）；管理的内容：资源的当前状态（数量和使用情况）、资源的分配、回收和访问操作，相应管理策略。操作系统的作用OS是用户使用系统硬件、软件的

3、接口。系统命令（命令行、菜单式、命令脚本式、图形用户接口GUI）；系统调用（形式上类似于过程调用，在应用编程中使用）。在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理（针对内存和外存）、处理机管理（针对CPU）；合理组织工作流程：作业管理、进程管理。操作系统的非形式化定义（关键点）：系统软件，程序模块的集合，资源管理和用户接口功能OS是扩展机(extendedmachine)/虚拟机(virtualmachine)。MSOS:MSDOS,MSWindows3.x,Windows95,WindowsNT,Windows2000UNIX:BSD,SRV4,O

4、SF1,SCOUNIX,AIX,Solaris,LinuxNOS:NovellNetware操作系统举例1.2操作系统的发展史手工操作批处理系统(batchprocessing)多道程序系统(multiprogrammingsystem)分时系统(time-sharingsystem)实时系统(real-timesystem)工作方式用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员；编程语言：为机器语言；输入输出：纸带或卡片；1946－58年（电子管）：集中计算（计算中心），计算机资源昂贵；手工操作主要矛盾计算机处理能力的提高，

5、手工操作的低效率（造成浪费）；用户独占全机的所有资源；提高效率的途径专门的操作员，批处理工作特点用户独占全机CPU等待用户批处理中的作业的组成：用户程序数据作业说明书（作业控制语言）58年－64年（晶体管）：利用磁带把若干个作业分类编成作业执行序列，每个批作业由一个专门的监督程序（Monitor）自动依次处理。可使用汇编语言开发。批处理系统(batchprocessingm)两种批处理方式(1)联机批处理（早期）（解决人机矛盾）用户提交作业操作员合成批作业批作业处理：对批作业中的每个作业进行相同的处理：从磁带读入用户作业和编译链接程序，编译链接用户

6、作业，生成可执行程序；启动执行；执行结果输出。问题：慢速的输入输出处理仍直接由主机来完成。输入输出时，CPU处于等待状态。优点：同一批内各作业的自动依次更替，改善了主机CPU和I/O设备的使用效率，提高了吞吐量。缺点：磁带或磁盘需要人工装卸，作业需要人工分类，监督程序易遭到用户程序的破坏（由人工干预才可恢复）。利用卫星机完成输入输出功能。主机与卫星机可并行工作。两种批处理方式(2)脱机批处理（解决cpu与I/O设备速度不匹配的矛盾）CPU和I/O设备使用忙闲不均（取决于当前作业的特性）。内存仅放一道运行程序对计算为主的作业，外设空闲；对I/O为主的作

7、业，CPU空闲；单道批处理的主要问题通道：用于控制I/O设备与内存间的数据传输。启动后可独立于CPU运行，实现CPU与I/O的并行。中断是指CPU在收到外部中断信号后，停止原来工作，转去处理该中断事件，完毕后回到原来断点继续工作。引进缓冲技术，减少cpu和外设的等待时间，提高cpu和外设并行工作的程度。通道和中断技术多道程序技术运行特征多道：内存中同时存放几个作业；宏观上并行运行：都处于运行状态，但都未运行完；微观上串行运行：各作业交替使用CPU；64年－70年（集成电路）：利用多道批处理提高资源的利用率。多道程序系统(multiprogrammi

8、ngsystem)多道程序系统上的技术作业调度资源共享内存使用内存保护文件非顺序存放、随机存取作业管理、处