操作系统课程简介

1、操作系统操作系统 2022/6/71 主讲教师：史洋主讲教师：史洋 QQ: 120878742 E-mail： Shi-Y计科团队计科团队 2014.2 操作系统操作系统操作系统操作系统 课前讨论 马上张嘴，不假思索，不停顿，连续说出知道的所有操作系统的名字。你能说出几个？2022/6/72操作系统操作系统 课前讨论 你认为操作系统最神奇之处是什么？ A 多个程序同时运行，彼此不打架； B 一块磁盘存多个文件，而且每个文件都能任意读写和改变大小； C 限制应用程序的功能； D 阻止用户访问其它用户的文件； E 其它？2022/6/73操作系统操作系统 2022/6/74学习学习操作系统操作系统

2、的意义的意义操作系统是一种特殊的软件操作系统是一种特殊的软件l从从19561956年年“监控程序监控程序”至今已有半至今已有半个多世纪历史个多世纪历史l离硬件最近的软件离硬件最近的软件l数据结构及算法最精致的软件数据结构及算法最精致的软件l作为一门学问来研究的软件作为一门学问来研究的软件操作系统操作系统 2022/6/75学习学习操作系统操作系统的意义的意义学习操作系统的目的和意义？学习操作系统的目的和意义？n为了用于从事开发操作系统的工作吗？为了用于从事开发操作系统的工作吗？n为了学习使用操作系统吗？为了学习使用操作系统吗？n为了探究操作系统是如何构建的吗？为了探究操作系统是如何构建的吗？n

3、极少数人能从事开发操作系统的工作极少数人能从事开发操作系统的工作n了解操作系统原理、实现细节，开发底层了解操作系统原理、实现细节，开发底层软件或软件底层软件或软件底层n借鉴操作系统的精髓，提高软件开发修养借鉴操作系统的精髓，提高软件开发修养操作系统操作系统 2022/6/76学习学习操作系统操作系统的意义的意义学习操作系统必需的基础知识学习操作系统必需的基础知识l熟知计算机组成原理熟知计算机组成原理l掌握掌握C C语言编程及汇编语言编程语言编程及汇编语言编程l掌握数据结构基本知识掌握数据结构基本知识操作系统操作系统 2022/6/77课程简要介绍课程简要介绍 本课程主要内容本课程主要内容 第第

4、1 1章章 计算机系统概述（计算机系统概述（2 2学时）学时） 第第2 2章章 操作系统概述操作系统概述 （2 2学时）学时） 第第3 3章章 进程进程 （2 2学时）学时） 第第4 4章章 线程线程 （2 2学时）学时） 第第5 5章章 互斥与同步互斥与同步 （2 2学时）学时） 第第6 6章章 死锁与饥饿死锁与饥饿 （4 4学时）学时） 第第7 7章章 内存管理内存管理 （4 4学时）学时） 第第8 8章章 虚拟内存虚拟内存 （4 4学时）学时） 第第9 9章章 单处理器调度单处理器调度 （4 4学时）学时） 第第1111章章 I/OI/O管理和磁盘管理管理和磁盘管理 （4 4学时）学时）

5、 第第1212章章 文件管理文件管理 （4 4学时）学时）操作系统操作系统 2022/6/78课程简要介绍课程简要介绍实验实验1：系统接口：系统接口 -系统调用系统调用实验实验2：进程管理：进程管理 -进程运行轨迹的跟踪与统计进程运行轨迹的跟踪与统计实验实验3：同步：同步 -信号量的实现和应用信号量的实现和应用实验实验4：线程管理：线程管理 -内核级线程内核级线程实验实验5：内存管理：内存管理 -地址映射与共享地址映射与共享实验实验6：I/O -字符显示的控制字符显示的控制实验实验7：文件系统：文件系统 -proc文件系统的实现文件系统的实现实验实验8：系统初始化：系统初始化-操作系统引导操作

6、系统引导 （每（每2周一个实验）周一个实验） 本课程实验内容本课程实验内容操作系统操作系统 课间讨论 从操作计算机的角度看，键盘和鼠标，哪个相对更高效一些？2022/6/79操作系统操作系统 课间讨论 从前有两个进程，一个叫他，另一个叫她。他想送她一朵花；她想进入他的心底，读读他的话。但是，在操作系统的掌控下，他和她怎样才能将心意传达？2022/6/710两个进程的对话操作系统操作系统 课间讨论 我们都知道，CPU是不停地在进程之间切换的。那么对一个进程来说，在下面哪种情况下，它一定获得CPU？ A 进程未退出 B 进程在等待一个I/O操作结束 C进程正在做一个复杂的运算 D以上都不是2022

7、/6/711操作系统操作系统 课间讨论 思考一下你常用的这些软件，你觉得其中有并发需求的多，还是没有并发需求的多？ A 有并发需求的多 B 没有并发需求的多 C 两者差不多 D不知道，我是来打酱油的2022/6/712操作系统操作系统 如果系统只有一个CPU，有两个进程要运行。进程A的运行时间将是1小时，进程B的运行时间是1分钟。那么你认为操作系统让哪个进程先运行比较合理？A让时间长的进程A先运行B让时间短的进程B先运行C无所谓，都一样D先后无所谓，两个轮流各运行一小会儿最好E 唉，听说酱油要涨价了2022/6/713课间讨论操作系统操作系统 十字路口堵车是比较常发生的。来自四个方向的车拥堵在

8、一起，谁都无法前进，也都无法后退。小日本是怎么解决这个问题的？2022/6/714解决十字路口堵车最好的方法是什么？课间讨论操作系统操作系统 真实？虚幻？int main(void) int a; printf(%p, &a); return 0; 这个程序打印出的a的地址，是真实的，还是虚幻的？2022/6/715课间讨论操作系统操作系统 所有进程占用内存总数是否可以超过计算机的物理内存大小？2022/6/716课间讨论操作系统操作系统 代码片段1：for (i = 0; i 1024; i+) for (j = 0; j 1024; j+) dataij = 0; 代码片段2：fo

9、r (i = 0; i 1024; i+)for (j = 0; j 1024; j+) dataji = 0; 这两段程序运行起来有何区别？2022/6/717课间讨论操作系统操作系统 2022/6/718参考书参考书No.2：操作系统操作系统-精髓与设计原理精髓与设计原理（第（第7版）版）美美William Stallings著著（美国（美国MIT博士，澳大利亚新博士，澳大利亚新南威尔士大学任教）南威尔士大学任教）陈向群陈向群 陈渝译陈渝译（清华大学计算机学院）（清华大学计算机学院）电子工业出版社电子工业出版社2012年年9月月价格：价格：￥75.00教材及参考书教材及参考书 操作系统操作

10、系统 2022/6/719教教 材：材：操作系统概念操作系统概念（第（第7版）版） 美美Abraham Silberschatz等著等著（耶鲁大学计算机系主任）（耶鲁大学计算机系主任）郑扣根译郑扣根译（浙江大学计算机学院教授）（浙江大学计算机学院教授）高等教育出版社高等教育出版社2010年年1月月价格：价格：￥74.00教材及参考书教材及参考书 操作系统操作系统 2022/6/720参考书参考书No.1：现代操作系统现代操作系统（第（第3版）版）荷荷Tanenbaum A.S.著著（荷兰阿姆斯特丹自由大学）（荷兰阿姆斯特丹自由大学）陈向群、马洪兵等译陈向群、马洪兵等译（北京大学计算机学院）（北

11、京大学计算机学院）机械工业出版社机械工业出版社2009年年7月月价格：价格：￥75.00教材及参考书教材及参考书 操作系统操作系统 2022/6/721参考书参考书No.3：操作系统教程操作系统教程（第（第4版）版）孙钟秀孙钟秀 主编，费翔林等编主编，费翔林等编著著（南京大学计算机学院）（南京大学计算机学院）高等教育出版社高等教育出版社2008年年4月月价格：价格：￥38.00教材及参考书教材及参考书 操作系统操作系统 掌握适当的概念是必要的n本课程采用的教材本课程采用的教材操作系统操作系统-精髓与设计原理精髓与设计原理（第（第7版）版）数量适当，抓住最重数量适当，抓住最重要的，并梳理清楚要的

12、，并梳理清楚什么都想知道，反而什么都想知道，反而会导致没有任何意义会导致没有任何意义操作系统是使计算机好用，如果塞了一操作系统是使计算机好用，如果塞了一堆概念在里面，计算机还能好用吗堆概念在里面，计算机还能好用吗?操作系统操作系统 完整的实践一个操作系统是最重要的n引用引用Stanford操作系统课程中的一句话操作系统课程中的一句话:“Learn OS concepts by coding them!”OS中有很多并不深刻的概念中有很多并不深刻的概念(如分时、实时等如分时、实时等)，记，记住这些概念没有意义，实现这些概念才是最重要的住这些概念没有意义，实现这些概念才是最重要的OS是一个实实在在

13、的是一个实实在在的“黑盒子黑盒子”，就算明白了这个，就算明白了这个盒子的概念，它仍然是一个盒子的概念，它仍然是一个“黑盒子黑盒子”OS是最复杂、最基础的软件系统，是最复杂、最基础的软件系统，coding them是计是计算机专业的学生的责任算机专业的学生的责任!操作系统操作系统 课程参考书和参考资料n赵炯编著，赵炯编著，Linux内核完全剖析内核完全剖析，机械工业出版，机械工业出版社。社。完整的剖析了完整的剖析了Linux 0.11版本。版本。Linux 0.11大大约有约有2万行代码，万行代码，Linux 2.6.0的源代码的源代码500多多万行万行强调实践强调实践!这是本课程的根本要义这是

14、本课程的根本要义!n其它参考书：其它参考书：(1)Andrew S. Tanenbaum，Modern Operating Systems. (2)Maurice J. Bach, UNIX操作系统设计操作系统设计. 操作系统操作系统 纸上得来终决浅纸上得来终决浅绝知此事要躬行绝知此事要躬行操作系统操作系统 课堂管理要求课堂管理要求以下课堂现象属于严重违纪：看视频、以下课堂现象属于严重违纪：看视频、玩手机、打游戏，扣分如下：玩手机、打游戏，扣分如下：第第1次违纪扣除次违纪扣除10分，检讨不少于分，检讨不少于1000字！字！第第2次违纪扣除次违纪扣除30分，检讨不少于分，检讨不少于3000字！字！第第3次违纪，本门课程不合格！次违纪，本门课程不合格！操作系统操作系统 课堂管理要求课堂管理要求其余课堂违纪现象（例如戴耳机）视其余课堂违纪现象（例如戴耳机）视其情节具体扣除其情节具体扣除1-10分。分。旷课旷课1次扣次扣10分，旷课次数达到分，旷课次数达到5次，次，本门课程不合格！本门课程不合格！迟到迟到5分钟扣分钟扣2分，迟到分，迟到10分钟扣分钟扣5分，分，超过超过10分钟扣分钟扣