课程性质与教学目的基本要求课程主要内容学分及学时分配参考书

1、Operating SystemOperating SystemPage 12022-2-16Operating SystemOperating SystemPage 22022-2-16q课程性质与教学目的课程性质与教学目的q基本要求基本要求q课程主要内容课程主要内容q学分及学时分配学分及学时分配q参考书目参考书目q前期课程及后续课程前期课程及后续课程Operating SystemOperating SystemPage 32022-2-16 操作系统是现代计算机最重要的大型系统软件操作系统是现代计算机最重要的大型系统软件之一之一q作用作用v对计算机系统进行统一的调度和管理对计算机系统进行

2、统一的调度和管理v提供各种强有力的系统服务提供各种强有力的系统服务v为用户创造灵活而又方便的使用环境为用户创造灵活而又方便的使用环境 操作系统这门课程主要讲述操作系统和系统软操作系统这门课程主要讲述操作系统和系统软件的件的工作原理工作原理，包括，包括进程管理进程管理、存储管理存储管理、I/O设设备管理备管理、文件管理文件管理。通过本课程的学习，使学生了。通过本课程的学习，使学生了解并掌握计算机系统中的解并掌握计算机系统中的五大类型五大类型，资源管理的，资源管理的基基本技术、方法本技术、方法，从而更好地，从而更好地理解理解操作系统和系统软操作系统和系统软件的工作原理。件的工作原理。课程性质与教学

3、目的课程性质与教学目的Operating SystemOperating SystemPage 42022-2-16q课程性质与教学目的课程性质与教学目的q基本要求基本要求q课程主要内容课程主要内容q学分及学时分配学分及学时分配q参考书目参考书目q前期课程及后续课程前期课程及后续课程Operating SystemOperating SystemPage 52022-2-16 通过本课程学习，学生应在知识和技能两方面通过本课程学习，学生应在知识和技能两方面达到要求：达到要求：q知识方面知识方面掌握操作系统，主要包括：计算机掌握操作系统，主要包括：计算机资源管理的总体思路、进程管理、存储管理、资

4、源管理的总体思路、进程管理、存储管理、I/O设备管理、文件管理。要求学生掌握资源管理系统设备管理、文件管理。要求学生掌握资源管理系统软件的综合性能评价的方法，理解不同资源管理的软件的综合性能评价的方法，理解不同资源管理的基本功能、方法。基本功能、方法。q技能方面技能方面根据掌握的操作系统知识对系统软根据掌握的操作系统知识对系统软件进行分析，并进行进程调度、存储管理、件进行分析，并进行进程调度、存储管理、I/O设设备调度等相应算法的设计及实现。备调度等相应算法的设计及实现。基本要求基本要求Operating SystemOperating SystemPage 62022-2-16q课程性质与教

5、学目的课程性质与教学目的q基本要求基本要求q课程主要内容课程主要内容q学分及学时分配学分及学时分配q参考书目参考书目q前期课程及后续课程前期课程及后续课程Operating SystemOperating SystemPage 72022-2-16课程主要内容课程主要内容q操作系统引论操作系统引论q进程管理进程管理q处理机调度与死锁处理机调度与死锁q存储器管理存储器管理q设备管理设备管理q文件系统文件系统q操作系统接口（略讲）操作系统接口（略讲）操作系统的功能操作系统的功能管理系统软硬件资源管理系统软硬件资源扩展计算机的功能扩展计算机的功能向用户提供服务向用户提供服务Operating Sys

6、temOperating SystemPage 82022-2-16q课程性质与教学目的课程性质与教学目的q基本要求基本要求q课程主要内容课程主要内容q学时及学时分配学时及学时分配q参考书目参考书目q前期课程及后续课程前期课程及后续课程Operating SystemOperating SystemPage 92022-2-16学分及学时分配学分及学时分配学时：课程讲授学时学时：课程讲授学时64合计：合计：64学时学时Operating SystemOperating SystemPage 102022-2-16q课程性质与教学目的课程性质与教学目的q基本要求基本要求q课程主要内容课程主要内容

7、q学时及学时分配学时及学时分配q参考书目参考书目q前期课程及后续课程前期课程及后续课程Operating SystemOperating SystemPage 112022-2-16参考书目参考书目q 操作系统原理操作系统原理，苏开根等，武汉大学出版，苏开根等，武汉大学出版社社 q 操作系统操作系统，冯耀霖，杜舜国，西安电子科，冯耀霖，杜舜国，西安电子科技大学出版社技大学出版社q 操作系统与习题解析操作系统与习题解析，李春保，清华大学，李春保，清华大学出版社出版社q 操作系统概念操作系统概念，美美Abraham Silberschatz,Peter Baer Galvin,Greg Gagne

8、著，郑扣根译，高等教育出版社郑扣根译，高等教育出版社Operating SystemOperating SystemPage 122022-2-16q课程性质与教学目的课程性质与教学目的q基本要求基本要求q课程主要内容课程主要内容q学时及学时分配学时及学时分配q参考书目参考书目q前期课程及后续课程前期课程及后续课程Operating SystemOperating SystemPage 132022-2-16前期课程及后续课程前期课程及后续课程q前期课程前期课程高级语言程序设计高级语言程序设计数据结构数据结构Operating SystemOperating SystemPage 142022

9、-2-16Operating SystemOperating SystemPage 152022-2-16q提出问题：提出问题： 计算机系统资源由谁来管理？计算机系统资源由谁来管理？ 计算机系统如何执行程序？计算机系统如何执行程序？ 计算机系统如何为用户提供服务？计算机系统如何为用户提供服务？ 计算机操作系统是什么？计算机操作系统是什么？ 如果让你设计操作系统，你如何设计？如果让你设计操作系统，你如何设计？OS的地位和作用的地位和作用简单的说，操作系统是计算机简单的说，操作系统是计算机系统的核心，是唯一的控制和管理整个计算机系统系统的核心，是唯一的控制和管理整个计算机系统硬件的软件硬件的软件O

10、perating SystemOperating SystemPage 162022-2-16q操作系统的目标和作用操作系统的目标和作用q操作系统的发展过程操作系统的发展过程q操作系统的基本特征操作系统的基本特征q操作系统的主要功能操作系统的主要功能q操作系统的结构设计操作系统的结构设计Operating SystemOperating SystemPage 172022-2-16q操作系统的目标操作系统的目标q操作系统的作用操作系统的作用q推动操作系统发展的主要动力推动操作系统发展的主要动力Operating SystemOperating SystemPage 182022-2-16计算机

11、系统计算机系统(层次结构层次结构)软件软件硬件及固件（裸机）硬件及固件（裸机）应用软件应用软件系统软件系统软件编辑软件，编译软件编辑软件，编译软件操作系统操作系统计算机系统的组成计算机系统的组成Operating SystemOperating SystemPage 192022-2-16计算机硬件操作系统系统工具应用软件应用用户应用开发人员操作系统开发人员紧贴系统硬件之上，所有其他软件之下（是其他软件的共同环境）Operating SystemOperating SystemPage 202022-2-16q方便性（用户的观点）方便性（用户的观点）v提供提供良好良好的、的、一致一致的用户的用

12、户接口接口，弥补硬件系统的类型，弥补硬件系统的类型和数量差别，使计算机更容易使用和数量差别，使计算机更容易使用q有效性（系统管理人员的观点）有效性（系统管理人员的观点）v使使CPU、I/O设备和存储空间得到设备和存储空间得到有效利用有效利用；管理和；管理和分配硬件、软件分配硬件、软件资源资源，合理地组织计算机的工作流程，合理地组织计算机的工作流程q可扩充性可扩充性vOS应采用层次化结构，以便于增加新的功能层次和模应采用层次化结构，以便于增加新的功能层次和模块，并能修改老的功能层次和模块块，并能修改老的功能层次和模块q开放性开放性v遵循标准规范，方便地实现互连，实现应用的可移植遵循标准规范，方便

13、地实现互连，实现应用的可移植性和互操作性性和互操作性Operating SystemOperating SystemPage 212022-2-16q操作系统的目标操作系统的目标q操作系统的作用操作系统的作用q推动操作系统发展的主要动力推动操作系统发展的主要动力Operating SystemOperating SystemPage 222022-2-16qOS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统来使用计算机系统q系统方式系统方式v命令行命令行v菜单式菜单式v命令脚本式命令脚本式q系统调用系统调用v形式上类似于过程形式上类似于过程 O

14、S作为接口的示意图 调用，在应用编程中使用调用，在应用编程中使用q图形用户接口图形用户接口v图形、窗口等图形、窗口等用 户应用程序系统调用 命令 图标、窗口操作系统计算机硬件Operating SystemOperating SystemPage 232022-2-16q计算机的硬件资源包括处理机、存储器、计算机的硬件资源包括处理机、存储器、I/O设设备及数据和程序等备及数据和程序等q管理的内容：资源的当前状态（数量和使用情管理的内容：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，相应管理况）、资源的分配、回收和访问操作，相应管理策略（包括用户权限）策略（包括用户权限）v处理机

15、管理处理机管理v存储器管理存储器管理vI/O设备管理设备管理v文件管理文件管理Operating SystemOperating SystemPage 242022-2-16 2. OS作为计算机系统资源的管理者作为计算机系统资源的管理者 在一个计算机系统中，通常都含有各种各样的硬件和在一个计算机系统中，通常都含有各种各样的硬件和软件资源。归纳起来可将资源分为四类：软件资源。归纳起来可将资源分为四类：_、_、_以及以及_。相应地，。相应地，OS的主要功能的主要功能也正是针对这四类资源进行有效的管理，即：也正是针对这四类资源进行有效的管理，即：1. 处理机管理，处理机管理， 用于分配和控制处理机

16、；用于分配和控制处理机；2. 存储器管理，主要负责内存的分配与回收；存储器管理，主要负责内存的分配与回收；3. I/O设备管理，负责设备管理，负责I/O设备的分配与操纵；设备的分配与操纵；4. 文件管理，负责文件的存取、共享和保护。文件管理，负责文件的存取、共享和保护。处理器处理器存储器存储器I/O设备设备信息信息(数据和程序数据和程序)Operating SystemOperating SystemPage 252022-2-16qOS是扩展机是扩展机(extended machine)/虚拟机虚拟机(virtual machine)v将覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚拟机将覆盖了软件的机器

17、称为扩充机器或虚拟机q在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理在裸机上添加：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（针对内存和外存）、处理机管理（针对CPU）q合理组织工作流程：作业管理、进程管理合理组织工作流程：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能把一台能把一台“裸裸机机”改造成功能更改造成功能更强大、用户使用更强大、用户使用更方便灵活、更安全方便灵活、更安全可靠的虚拟机可靠的虚拟机裸机裸机I/O设备管理软件设备管理软件文件管理软件文件管理软件窗口软件窗口软件Operating SystemOp

18、erating SystemPage 262022-2-16q操作系统的目标操作系统的目标q操作系统的作用操作系统的作用q推动操作系统发展的主要动力推动操作系统发展的主要动力Operating SystemOperating SystemPage 272022-2-16q提高资源的利用率和系统性能提高资源的利用率和系统性能v计算机发展的初期，计算机系统昂贵，用作集中计算机发展的初期，计算机系统昂贵，用作集中计算计算q方便用户方便用户v用户上机、调试程序，分散计算时的事务处理和用户上机、调试程序，分散计算时的事务处理和非专业用户（商业和办公、家庭）非专业用户（商业和办公、家庭）q器件的发展器件的

19、发展vCPU的位宽度（指令和数据）、快速外存的位宽度（指令和数据）、快速外存q计算机体系结构的发展计算机体系结构的发展v从单处理机到多处理机；从单机到网络从单处理机到多处理机；从单机到网络Operating SystemOperating SystemPage 282022-2-16qMS OS: MS DOS, MS Windows 3.x, Windows 95, Windows NT, Windows 98, Windows 2000, Windows Me, Windows XP, Windows 2003, Windows Vista, Windows 7qUNIX: BSD, SR

20、V4, OSF1, SCO UNIX, AIX, Solaris, LinuxqNOS: Novell NetwareqRTOS: VxWorks, pSoS, NucleusOperating SystemOperating SystemPage 292022-2-16qUNIX家族及类家族及类UNIX系统系统qBSD qFreeBSDNetBSDOpenBSDqSun SolarisSCO UNIXDarwinMINIXLinuxOperating SystemOperating SystemPage 302022-2-16qUNIX家族及类家族及类UNIX系统系统q1969年，在年，在A

21、T&T的的Bell Labs，Ken Thompson和和Dennis Ritchie（他们曾是大型操（他们曾是大型操作系统作系统Multics的两名开发者，的两名开发者，Multics太庞大了太庞大了最终没有成功）为了一项名为太空旅游的实验计最终没有成功）为了一项名为太空旅游的实验计划，需要一个操作系统。划，需要一个操作系统。q他们找了一台闲置的他们找了一台闲置的PDP-7机器，在上面写了个机器，在上面写了个Multics的改编版，的改编版，1971年正式发布。这个东东年正式发布。这个东东就是后来名扬天下的就是后来名扬天下的UNIX了。了。Operating SystemOperat

22、ing SystemPage 312022-2-16qUNIX家族及类家族及类UNIX系统系统q1973年，年，Dennis Ritchie用他自己开发的用他自己开发的C语言语言重写了一遍重写了一遍UNIX，奠定了，奠定了UNIX普及化的基础。普及化的基础。1976年他们首次将第六版的年他们首次将第六版的UNIX流传到流传到AT&T以外的地方。以外的地方。qUC Berkeley的人以的人以UNIX 7.0为基础，发表了为基础，发表了称作称作BSD的系统，并且开发到的系统，并且开发到1992年的年的4.4版；版；而而AT&T也不断改进他们的系统，发表了商业化也不断改进他们的系统

23、，发表了商业化的的System 直到直到System 。以后。以后UNIX的发的发展都是围绕这两大主流展开的。展都是围绕这两大主流展开的。 Operating SystemOperating SystemPage 322022-2-16qUNIX家族及类家族及类UNIX系统系统qUNIX的设计目标是小而美：希望能在任何小系的设计目标是小而美：希望能在任何小系统上执行，而核心只提供必不可少的一些功能，统上执行，而核心只提供必不可少的一些功能，其他的则根据需要加上去。这已经成为操作系统其他的则根据需要加上去。这已经成为操作系统的一种设计哲学。的一种设计哲学。q现在许多公司有了自己的现在许多公司有了

24、自己的UNIX版本，但它们基版本，但它们基本特性是一致的：开放性、多用户、多任务、功本特性是一致的：开放性、多用户、多任务、功能强、实现高效、网络功能丰富。为了克服能强、实现高效、网络功能丰富。为了克服UNIX版本差异对可移植性的损害，版本差异对可移植性的损害，1990年年ISO制定了制定了ISO/IEC 9945-1-1990标准，这是整个标准，这是整个可移植操作系统界面（可移植操作系统界面（POSIX）的第一部分，这）的第一部分，这就是常说的就是常说的UNIX操作系统的界面标准。操作系统的界面标准。 Operating SystemOperating SystemPage 332022-2

25、-16qBSD系列系列目前的目前的x86平台上的平台上的BSD系统大多基于系统大多基于Berkeley的的4.4 BSD Lite，这是去掉了那些来自，这是去掉了那些来自AT&T的的代码后公开发布的一个不完整的系统。其中最有代码后公开发布的一个不完整的系统。其中最有名的当属名的当属FreeBSD，其他还有，其他还有NetBSD，OpenBSD等版本，都是免费的，可以在相应的等版本，都是免费的，可以在相应的官方网站下载。官方网站下载。 Operating SystemOperating SystemPage 342022-2-16qFreeBSDq由加州伯克利学校由加州伯克利学校(Ber

26、keley)编写，第一个版本编写，第一个版本由由1993年正式推出。年正式推出。BSD Unix和和Unix System V是是Unix操作系统的两大主流，以后的操作系统的两大主流，以后的Unix系统系统都是这两种系统的衍生产品。都是这两种系统的衍生产品。qFreeBSD其实是一种地道的其实是一种地道的Unix系统，但是由系统，但是由于法律上的原因，它不能使用于法律上的原因，它不能使用“Unix”字样作为字样作为商标。它同样是一个免费的操作系统，用户可以商标。它同样是一个免费的操作系统，用户可以从互联网上得到它。从互联网上得到它。Operating SystemOperating Syste

27、mPage 352022-2-16qSun SolarisSun Microsystems公司早期的操作系统版本公司早期的操作系统版本Sun OS是基于是基于BSD的。在的。在1993年，他们与年，他们与AT&T合作，转向了合作，转向了UNIX System V，并发布了，并发布了称作称作Solaris.System V release 4的系统，这是的系统，这是一个一个UNIX System V和和BSD的整合体。的整合体。Solaris系统主要是用在系统主要是用在Sun公司自己的公司自己的SPARC机器上，机器上，但他们也发布了相应的但他们也发布了相应的x86版本，并且免费。版本，

28、并且免费。Operating SystemOperating SystemPage 362022-2-16qSCO UNIXqSanta Cruz Operation（SCO）公司的）公司的UNIX主主要有两套。要有两套。q一方面，一方面，1980年的时候，年的时候，Microsoft开始研制开始研制UNIX的的PC版本版本XENIX，后来卖给了，后来卖给了SCO。在这。在这个基础上，个基础上，SCO又不断引入又不断引入AT&T的技术，后来的技术，后来发展成为了发展成为了SCO Open Server系列。目前我国系列。目前我国银行，邮政等系统很多都用的这个操作系统。银行，邮政等系统很

29、多都用的这个操作系统。Operating SystemOperating SystemPage 372022-2-16qSCO UNIXq另一方面，另一方面，1993年，年，AT&T把他们关于把他们关于UNIX的的整个队伍、技术包括版权卖给了整个队伍、技术包括版权卖给了Nowell公司，公司，有了有了UnixWare。1995年，年，Nowell又把这一套又把这一套东东卖给了东东卖给了SCO，这样，这样SCO就成了就成了UNIX的嫡传的嫡传正宗。正宗。SCO整合了自己的技术，发布了整合了自己的技术，发布了UnixWare 7，之后被，之后被Caldera并购。并购。Caldera这这块

30、招牌不够响，又换回了块招牌不够响，又换回了SCO。Operating SystemOperating SystemPage 382022-2-16qDarwinDarwin是是Apple公司公司Macintosh电脑的操作系电脑的操作系统统Mac OS X的内核，在的内核，在1999年的时候出的第一年的时候出的第一个版本。它基于个版本。它基于FreeBSD和和Mach 3.0技术，这技术，这两个都是开放源码的。两个都是开放源码的。Apple对对Darwin也采用了也采用了开放源码的策略，制作发行版让人们自由下载，开放源码的策略，制作发行版让人们自由下载，包括包括x86版本。注意版本。注意Dar

31、win毕竟不是毕竟不是Mac OS X，少了那个漂亮的的少了那个漂亮的的Aqua用户界面。目前有一些用户界面。目前有一些添加了免费添加了免费GUI的版本，如的版本，如GNU-Darwin。 Operating SystemOperating SystemPage 392022-2-16qMINIXq由于版权的问题，由于版权的问题，UNIX的源码不再适用于教学，的源码不再适用于教学，为此为此1987年著名的荷兰计算机科学家年著名的荷兰计算机科学家Andrew Tanenbaum专门写了了个简化的类专门写了了个简化的类UNIX系统系统MINIX（mini-UNIX的意思）来给入门者学习。的意思）来

32、给入门者学习。Operating SystemOperating SystemPage 402022-2-16qLinuxq1991年，芬兰学生年，芬兰学生Linus Torvalds开始使用开始使用MINIX时，对时，对MINIX提供的功能不满意。于是提供的功能不满意。于是他自己写了一个类他自己写了一个类UNIX操作系统（尽管还是用操作系统（尽管还是用MINIX编译的）并放到网上让人们自由下载，取编译的）并放到网上让人们自由下载，取名叫名叫Linux。qLinux刚出现的时候是被刚出现的时候是被Tanenbaum所鄙视的，所鄙视的，因为它是集成化内核，不是因为它是集成化内核，不是MINIX采

33、用的代表先采用的代表先进思想的微内核；但由于遵循进思想的微内核；但由于遵循GPL协议，协议，Linux仍得到了蓬勃发展。仍得到了蓬勃发展。Operating SystemOperating SystemPage 412022-2-16qLinuxq1994年，年，Linux的第一个商业发行版的第一个商业发行版Slackware问世。问世。1996年，年，NIST的计算机系统实验室确认的计算机系统实验室确认Linux 1.2.13版符合版符合POSIX标准。它的发行版比标准。它的发行版比比皆是，知名的有比皆是，知名的有Red Hat，Mandrake，Lycoris等等。等等。Operating

34、 SystemOperating SystemPage 422022-2-16qDOS和它的接班人和它的接班人qDOSWindowsOS/2Operating SystemOperating SystemPage 432022-2-16qDOS和它的接班人和它的接班人qDOS的全称是的全称是Disk Operation System。q1973年，技术天才年，技术天才Cary Killdal和两名合作者一和两名合作者一起开发出了第一个磁盘操作系统起开发出了第一个磁盘操作系统CP/M，这是，这是70年代末、年代末、80年代初最有影响的年代初最有影响的8位操作系统。位操作系统。q在此基础上，在此基

35、础上，Seattle Computer Products（SCP）的）的Tim Patterson于于1978年开始开发年开始开发QDOS，此后又成功研制出，此后又成功研制出16位微型机的实验性位微型机的实验性操作系统操作系统86-DOS。Operating SystemOperating SystemPage 442022-2-16qDOS和它的接班人和它的接班人q1980年，年，IBM公司推出新机型公司推出新机型IBM PC，采用，采用Intel 8086 CPU，需要一个，需要一个16位的操作系统。位的操作系统。他们和他们和Killdal洽谈洽谈CP/M操作系统的合作不顺利，操作系统的合

36、作不顺利，于是于是Microsoft有机可乘了。有机可乘了。q时间紧迫，时间紧迫，Microsoft若是开发新的操作系统事若是开发新的操作系统事不现实的，就找到不现实的，就找到SCP买下了买下了DOS的使用权。终的使用权。终于于MS-DOS打败了打败了CP/M。Operating SystemOperating SystemPage 452022-2-16qDOS和它的接班人和它的接班人q1981年，花费半年时间编写的年，花费半年时间编写的MS-DOS 1.0和和IBM PC同时在同时在IT界亮相，但其兼容性仍受到业界亮相，但其兼容性仍受到业界怀疑。界怀疑。q1987年，年，MS-DOS 3.

37、3发布，它的流行确立了发布，它的流行确立了MS-DOS的霸主地位。的霸主地位。MS-DOS的最后的版本为的最后的版本为MS-DOS 6.22 ，这是一个相当成熟的系统。，这是一个相当成熟的系统。q后来的后来的DOS就整合到就整合到Windows 9x中了，在中了，在Windows的命令行模式中可以看到它的影子。的命令行模式中可以看到它的影子。Microsoft逐渐疏远逐渐疏远DOS之后，之后，IBM公司继续开公司继续开发自己的发自己的PC-DOS。Operating SystemOperating SystemPage 462022-2-16qWindowsq1970年，美国年，美国Xerox

38、公司成立了著名的研究机公司成立了著名的研究机构构Palo Alto研究中心。研究中心。Apple公司的创始人之一公司的创始人之一Steve Jobs参观该研究中心时看到了可以支持参观该研究中心时看到了可以支持GUI（Graphical User Interfaces）和三键鼠）和三键鼠标的标的Alto原型，便着手进行自己的原型，便着手进行自己的GUI系统研究系统研究开发工作。开发工作。q1983年第一个年第一个GUI系统系统Apple Lisa开发出来了，开发出来了，第二年推出的第二年推出的Apple Macintosh是世界上第一个是世界上第一个成功的商用成功的商用GUI系统。当时系统。当时

39、Apple公司只开发了公司只开发了自己微机上的自己微机上的GUI系统，这样就给系统，这样就给Microsoft开开发发Windows提供了机会。提供了机会。Operating SystemOperating SystemPage 472022-2-16qWindowsqMicrosoft在在1983年春季宣布开始研究开发年春季宣布开始研究开发Windows，希望它成为基于，希望它成为基于Intel x86微处理芯微处理芯片计算机上的标准片计算机上的标准GUI操作系统。由于种种原因，操作系统。由于种种原因，Windows的交货时间不断推迟，一时成为笑柄。的交货时间不断推迟，一时成为笑柄。q直到直

40、到1985年年11月月20日，可以同时执行多个程序日，可以同时执行多个程序的窗口式系统的窗口式系统Windows 1.0才正式上市才正式上市 Operating SystemOperating SystemPage 482022-2-16qWindowsq奠定奠定Microsoft在操作系统上的垄断地位的是在操作系统上的垄断地位的是1990年年5月份推出月份推出Windows 3.0。一年之后有。一年之后有了更稳定的了更稳定的Windows 3.1。q1993年年5月，月，Microsoft发布了发布了Windows NT，主要针对网络和服务器市场。主要针对网络和服务器市场。q1995年年8月

41、推出的新一代操作系统月推出的新一代操作系统Windows 95是第一个不要求用户预装是第一个不要求用户预装MS-DOS的版本，这是的版本，这是Microsoft发展史上的一个里程碑，也是操作系发展史上的一个里程碑，也是操作系统发展史上的一个里程碑。统发展史上的一个里程碑。 Operating SystemOperating SystemPage 492022-2-16qOS/2q早期的早期的OS/2源自于多任务的源自于多任务的DOS版本，版本，Microsoft在在1983年就开始研究多任务的年就开始研究多任务的DOS版版本。本。q但是由于但是由于80286 CPU设计上的问题，设计上的问题，

42、OS/2无法无法从从286的保护模式下支持的保护模式下支持DOS程序。这个问题差程序。这个问题差一点让一点让OS/2胎死腹中，此后对胎死腹中，此后对OS/2的研究一直的研究一直处于相对缓慢的状态。处于相对缓慢的状态。q这个系统还曾几度易名，直到这个系统还曾几度易名，直到1987年年4月才被定月才被定名为名为OS/2。Operating SystemOperating SystemPage 502022-2-16qOS/2q1991年，年，Microsoft由于在由于在Windows方面获得方面获得了巨大成功而宣布退出了巨大成功而宣布退出OS/2的研究开发。的研究开发。qOS/2 2.0因此延期

43、，尽管性能优越但销售量仍因此延期，尽管性能优越但销售量仍不及不及Windows 3.1，OS/2的光芒从此一直被的光芒从此一直被Windows所掩盖。所掩盖。q1996年，年，IBM发布了发布了OS/2 Warp 4，然后就宣，然后就宣布不继续开发了。布不继续开发了。Operating SystemOperating SystemPage 512022-2-16qOS/2qOS/2的爱好者们不愿意看到一个如此优秀的操的爱好者们不愿意看到一个如此优秀的操作系统就这样消失，经过一番努力，作系统就这样消失，经过一番努力，Serenity Systems公司取得了公司取得了IBM的授权继续开发的授权继

44、续开发OS/2，新的产品命名为新的产品命名为eComStation。Operating SystemOperating SystemPage 522022-2-16q其他商业化操作系统其他商业化操作系统qNetwareBeOSQNXB-right/VPlan9 & InfernoTSX-32TheOSOperating SystemOperating SystemPage 532022-2-16q Netware1981年，硬件公司年，硬件公司Novell Data Systems的老板的老板Jack Messman看到三个刚大学毕业的年轻人在玩一个他们自看到三个刚大学毕业的年轻人在玩

45、一个他们自己编的叫己编的叫“Snipes”的游戏，是在不同的机器上玩的同一的游戏，是在不同的机器上玩的同一个游戏，拿到今天来说就是网络游戏了。个游戏，拿到今天来说就是网络游戏了。q 他敏锐的商业头脑让他马上雇了这三个人，开发出名叫他敏锐的商业头脑让他马上雇了这三个人，开发出名叫NetWare的系统来实现不同机器间信息的共享。当时还的系统来实现不同机器间信息的共享。当时还有别的公司也有类似的动作，有别的公司也有类似的动作，Novell的成功得益于他们的成功得益于他们的产品和的产品和IBM PC的紧密结合。的紧密结合。NetWare在在80年代曾经年代曾经辉煌一时，现在受到辉煌一时，现在受到Win

46、dows NT Server系列的冲击在系列的冲击在走下坡路。走下坡路。Operating SystemOperating SystemPage 542022-2-16q Plan9 & InfernoPlan 9和和Inferno这两个操作系统都出自这两个操作系统都出自UNIX的老家的老家Bell Labs，目前由，目前由Vita Nuova公司负责发行。公司负责发行。q Bell Labs看到看到UNIX这样一个古老的分时系统有根本上这样一个古老的分时系统有根本上的缺陷，很难和在它诞生之后出现的的新思想相适应，于的缺陷，很难和在它诞生之后出现的的新思想相适应，于80年代后期开始了年

47、代后期开始了Plan 9的研究。这样一个系统在吸收的研究。这样一个系统在吸收了了UNIX设计思想的长处的同时，针对分布式应用有了许设计思想的长处的同时，针对分布式应用有了许多创新。多创新。Plan 9在在1993年第一次发行，目前仍主要用于年第一次发行，目前仍主要用于研究目的。研究目的。q Inferno是于是于90年代后期开始开发的分布式操作系统，与年代后期开始开发的分布式操作系统，与Plan 9不同的是它不仅可以独立运行，还可以作为一个不同的是它不仅可以独立运行，还可以作为一个应用软件在很多其他平台上运行。应用软件在很多其他平台上运行。Operating SystemOperating S

48、ystemPage 552022-2-16q操作系统的目标和作用操作系统的目标和作用q操作系统的发展过程操作系统的发展过程q操作系统的基本特征操作系统的基本特征q操作系统的主要功能操作系统的主要功能q操作系统的结构设计操作系统的结构设计Operating SystemOperating SystemPage 562022-2-16q无操作系统的计算机系统无操作系统的计算机系统q单道批处理系统单道批处理系统q多道批处理系统多道批处理系统q分时系统分时系统q实时系统实时系统q网络操作系统网络操作系统q分布式操作系统分布式操作系统q嵌入式操作系统嵌入式操作系统Operating SystemOper

49、ating SystemPage 572022-2-16q1946 50年代（电子管），集中计算（计算中年代（电子管），集中计算（计算中心），计算机资源昂贵心），计算机资源昂贵q工作方式工作方式v用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员；专业人员；v编程语言：机器语言编程语言：机器语言v输入输出：纸带或卡片输入输出：纸带或卡片q计算机的工作特点计算机的工作特点v用户独占全机：不出现资源被其他用户占用，资源利用户独占全机：不出现资源被其他用户占用，资源利用率低用率低vCPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算等待用户：计算前，手工

50、装入纸带或卡片；计算完成后，手工卸取纸带或卡片；完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低利用率低严重降低了计算机资源的利用率严重降低了计算机资源的利用率人机矛盾！人机矛盾！Operating SystemOperating SystemPage 582022-2-16q事先将用户程序或事先将用户程序或数据的纸带或卡片数据的纸带或卡片准入纸带输入机，准入纸带输入机，在外围机的控制下在外围机的控制下输入到磁带上，输入到磁带上，CPU从磁带上读入从磁带上读入数据；输出过程正数据；输出过程正好相反好相反q特点特点v减少了减少了CPU的空的空闲时间闲时间v提高提高I/O速度速度硬件不断发展，硬件不断发

51、展，CPU速度的提高、系统规模扩大，人机速度的提高、系统规模扩大，人机矛盾严重，如何解决？矛盾严重，如何解决？输入设备外围机磁盘主机外围机输出设备磁带磁带磁带磁带Operating SystemOperating SystemPage 592022-2-16q主要矛盾主要矛盾v计算机处理能力的提高，手工操作的低效率（造成浪计算机处理能力的提高，手工操作的低效率（造成浪费）；费）；v用户独占全机的所有资源；用户独占全机的所有资源；q提高效率的途径提高效率的途径v专门的操作员，批处理专门的操作员，批处理Operating SystemOperating SystemPage 602022-2-16

52、q无操作系统的计算机系统无操作系统的计算机系统q单道批处理系统单道批处理系统q多道批处理系统多道批处理系统q分时系统分时系统q实时系统实时系统q网络操作系统网络操作系统q分布式操作系统分布式操作系统q嵌入式操作系统嵌入式操作系统Operating SystemOperating SystemPage 612022-2-16q50年代末年代末 60年代中（晶体管）：利用磁带把年代中（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由一个专门的监督程序监督程序（Monitor）自动依次处）自动依次处理。可使用汇编语言开发理。可使用

53、汇编语言开发q批处理中的作业的组成批处理中的作业的组成v用户程序用户程序v数据数据v作业说明书（作业控制语言）作业说明书（作业控制语言）q批批v供一次加载的磁带或磁盘，通常由若干个作业组供一次加载的磁带或磁盘，通常由若干个作业组装成，在处理中使用一组相同的系统软件（系统装成，在处理中使用一组相同的系统软件（系统带）带）Operating SystemOperating SystemPage 622022-2-16把下一个作业的源把下一个作业的源程序转换为目标程程序转换为目标程序序源程序源程序有错吗？有错吗？否否装装 配配目标程序目标程序还有下还有下一个作业？一个作业？是是否否停止停止运运 行行

54、目标程序目标程序是是开始开始Operating SystemOperating SystemPage 632022-2-16q用户提交作业：以纸带或卡片为介质用户提交作业：以纸带或卡片为介质q操作员合成批作业：结果为磁带介质操作员合成批作业：结果为磁带介质q批作业处理：对批作业中的每个作业进行相同的批作业处理：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，编处理：从磁带读入用户作业和编译链接程序，编译链接用户作业，生成可执行程序；启动执行；译链接用户作业，生成可执行程序；启动执行；执行结果输出执行结果输出q这时的问题：慢速的输入输出处理仍直接由主机这时的问题：慢速的输入

55、输出处理仍直接由主机来完成。输入输出时，来完成。输入输出时，CPU处于等待状态处于等待状态Operating SystemOperating SystemPage 642022-2-16q卫星机：完成面向用户的输入输出（纸带或卡卫星机：完成面向用户的输入输出（纸带或卡片），中间结果暂存在磁带或磁盘上片），中间结果暂存在磁带或磁盘上q利用卫星机完成输入输出功能。主机与卫星机可利用卫星机完成输入输出功能。主机与卫星机可并行工作并行工作q作业控制命令由监督程序作业控制命令由监督程序(monitor)来执行，完来执行，完成如装入程序、编译、运行等操作成如装入程序、编译、运行等操作q优点：优点：同一批内

56、各作业的自动依次更替，改善了同一批内各作业的自动依次更替，改善了主机主机CPU和和I/O设备的使用效率，提高了吞吐量设备的使用效率，提高了吞吐量q缺点：缺点：磁带或磁盘需要人工装卸，作业需要人工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）干预才可恢复）Operating SystemOperating SystemPage 652022-2-16q自动性自动性v在顺利的情况下，磁带上的一批作业能自动地逐个地在顺利的情况下，磁带上的一批作业能自动地逐个地依次运行，而无需人工干预依次运行，而无需人工干预q顺序

57、性顺序性v磁带上的各道作业是顺序地进入内存，完成顺序与进磁带上的各道作业是顺序地进入内存，完成顺序与进入内存顺序相同入内存顺序相同q单道性单道性v内存中只有一道程序运行内存中只有一道程序运行qCPU和和I/O设备使用忙闲不均（取决于当前作业的特设备使用忙闲不均（取决于当前作业的特性）性）v对计算为主的作业，外设空闲对计算为主的作业，外设空闲v对对I/O为主的作业，为主的作业，CPU空闲空闲Operating SystemOperating SystemPage 662022-2-16q无操作系统的计算机系统无操作系统的计算机系统q单道批处理系统单道批处理系统q多道批处理系统多道批处理系统q分时

58、系统分时系统q实时系统实时系统q网络操作系统网络操作系统q分布式操作系统分布式操作系统q嵌入式操作系统嵌入式操作系统Operating SystemOperating SystemPage 672022-2-16q 60年代中年代中 70年代中（集成电路），利用多道批处理提年代中（集成电路），利用多道批处理提高资源的利用率高资源的利用率q 多道批处理的运行特征多道批处理的运行特征v多道：内存中同时存放几个作业，并允许并发执行，多道：内存中同时存放几个作业，并允许并发执行，从而有效地提高了资源利用率和系统吞吐量从而有效地提高了资源利用率和系统吞吐量v无序性：多个作业完成的先后顺序与它们进入内存的

59、无序性：多个作业完成的先后顺序与它们进入内存的顺序之间无严格对应关系顺序之间无严格对应关系v调度性：作业调度，从后备队列进入内存；进程调度，调度性：作业调度，从后备队列进入内存；进程调度，分配处理机运行分配处理机运行q举例举例v在当前运行的作业需作在当前运行的作业需作I/O处理时，处理时，CPU转而执行另一转而执行另一个作业个作业CPU、I/O设备忙闲不均、内存利用率低，如何解决？设备忙闲不均、内存利用率低，如何解决？Operating SystemOperating SystemPage 682022-2-16t1t2t3t4t5t6t7t8结束中断I/O 完成启动 I/OI/O 中断请求I

60、/O 完成启动 I/OI/O 中断请求用户程序监督程序I/O 操作(a) 单道程序运行情况程 序 A程序A I/O 请求程序A I/O 完成程 序 B程序B I/O 请求程 序 C程序C I/O 请求程 序 D程序D I/O 请求C I/O 完成C 再 被 调 度程序B I/O 完成程序A再被调度程 序 A程 序 B程 序 C程 序 D调 度 程 序(b) 四 道 程 序 运 行 情 况A完成结束中断Operating SystemOperating SystemPage 692022-2-16q多道性多道性v多道程序驻留内存：提高了资源的利用率；多道程序驻留内存：提高了资源的利用率；v程序并发执行：提高了系统的吞吐量；程序并发执行：提高了系统的吞吐量；q无序性无