《操作系统原理》 第一章 导论课件

1、操作系统原理第一章导论主讲教师：史广顺 gsshigsshi11内容提要教学内容与课程建设目标实施过程与学习方式方法操作系统基本概念介绍基础知识补充与软工规范内容提要2版权所有，转载请注明出处教学模式探讨 只讲授原理，辅以少量例子不涉及完整的OS实例分析和动手实践入门级学习，不适合重点大学计算机专业讲授原理，辅以完整的操作系统实习Unix实例、Linux实例、Windows实例学习学习工作量大、但是学习效果好本门课程的教学模式原理讲授与实践（30），真实OS案例分析（30），动手实践（40）比较辛苦、但是比较满足的学习过程课程导论3版权所有，转载请注明出处教学目的 奠定计算机专业知识基础的目标

2、了解操作系统概念和结构掌握操作系统相关算法和技术 提升计算机专业动手能力的目标熟悉操作系统的设计、使用、管理方法综合程序设计、数据结构、编译原理、计算机原理等知识奠定长远专业发展的目标塑造创造性思维、建立完整知识体系结构开拓专业性视野、明确未来专业发展方向课程导论4版权所有，转载请注明出处教学用书核心教材现代操作系统，机械工业出版社，Tanenbaum著，中译本参考书目操作系统：设计与实现，电子工业出版社，中译本操作系统内核与设计原理，电子工业出版社，William Stallings著，英文原版Windows操作系统原理，机械工业出版社，陈向群著课程导论5版权所有，转载请注明出处其他教学用书

3、操作系统教程 王素华 人民邮电出版社计算机操作系统教程 张尧学史美林 清华大学出版社计算机操作系统教程周长林 左万历 高等教育出版社操作系统基础 屠立德 屠祁 清华大学出版社操作系统教程 孟庆昌 西安电子科大出版社计算机操作系统 汤子瀛等 西安电子科大出版社操作系统原理DOS篇 张昆苍 清华大学出版社操作系统教程 孙钟秀主编 高等教育出版社操作系统原理技术与编程蒋静 徐志伟机械工业出版社Operating System Concept Abrahan Silberschatz,etcApplied Operating System ConceptAbrahan Silberschatz,etc

4、 课程导论6版权所有，转载请注明出处国内外OS教材使用情况调查范围2005年7月，美、欧、亚、大洋州及中国的共计35所大学教材使用情况一览Operating System Concept，27家Morden Operating System，15家操作系统：设计与实现，8家操作系统：内核与设计原理，19家课程导论7版权所有，转载请注明出处Windows 2K/XP结构图课程导论10版权所有，转载请注明出处Minux系统结构图磁盘任务终端任务时钟任务系统任务以太网任务内存管理器文件系统网络服务器Init进程用户进程用户进程用户进程用户进程第一层第二层第三层第四层I/O任务服务器进程用户进程系统核

5、心进程管理课程导论11版权所有，转载请注明出处OS原理讲授内容分布操作系统发展综述与硬件相关环境（1.5周）了解OS的演变历程，掌握完整的知识脉络了解OS与软件和硬件的关系，树立正确的理念进程管理（3周）进程的概念进程的管理与调度进程间的通信共享与互斥 I/O设备的管理（1.5周）设备控制器与DMA：硬件原理I/O设备管理软件的作用与设计方法资源死锁问题的检测、预防、避免、恢复课程导论12版权所有，转载请注明出处20032004学年最终成绩 90100分8人，最高分92分 8090分 20人 7080分 36人 6070分 20人 60分以下2人课程导论16版权所有，转载请注明出处200420

6、05学年最终成绩 90100分18人，最高分100分 8090分 30人 7080分 48人 6070分 42人 60分以下5人课程导论17版权所有，转载请注明出处学习方式与方法 学习理念孔子大学：格物而知至， 学习方法荀子劝学：假舆马者，非利足也，而致千里；假舟楫者，非能水也，而绝江河；君子生非异也，善假于物也 学习技巧王符赞学：工欲善其事，必先利其器；士欲宣其义，必先读其书课程导论18版权所有，转载请注明出处学习方式与方法 比较学习法不同设计思想与实现方法之间的差别 瀑布式跟踪学习法顺藤摸瓜、追本求源 实践式学习法脑过千遍不如手过一遍，坐着想不如动手实践课程导论19版权所有，转载请注明出处

7、操作系统的作用课程导论OS硬件 硬件抽象，屏蔽底层硬件差异 应用集成，提供通用方法工具 高级管理，维护环境稳定安全23版权所有，转载请注明出处操作系统的作用课程导论最专业的底层设计人员绝大多数从业人员24版权所有，转载请注明出处操作系统发展历程简介 操作系统出现与发展的本质目的充分利用硬件，提供更好的服务 基本的硬件发展历程大型机时代PC机时代后PC时代 操作系统的发展历史阶段共分为五个阶段课程导论25版权所有，转载请注明出处石器时代：奇迹和灾难并存 时代环境：硬件昂贵、人工便宜大型机时代：19481970年 主要特点：极其复杂，缺少人机交互控制台：一次允许一个用户使用批处理：装入程序运行打印

8、输出数据通道与中断：I/O与计算重叠多道程序设计：存储保护技术的出现 重大失败：OS与计算机软件设计的危机MULTICS系统：1963年开始研发，拖延至1969年发布IBM OS/360系统：发布时就带着已知的1000多个Bug课程导论26版权所有，转载请注明出处早期的批处理系统课程导论卡片早期批处理系统IBM1401IBM7094IBM1401输入磁带磁带机卡片阅读机输出磁带打印机27版权所有，转载请注明出处分时操作：充分利用硬件资源课程导论主机终端28版权所有，转载请注明出处大型机OS：恐怖的软件怪兽课程导论29版权所有，转载请注明出处工业时代：新纪元的开始 时代环境：硬件便宜、人工昂贵提

9、倡人机交互与服务：19701985年 主要特点：加强人机交互，保证系统性能分时交互概念：虚拟和分布的概念出现用户使用体验：提供更强大的用户操作能力系统性能危机：如何保证稳定的系统性能 甜蜜岁月：Unix、Minux、Linux的起源Unix系统：贝尔实验室，游戏迷在DEC PDP-7上的杰作Ken Thompson,Dennis Ritchie：1983图灵奖，1999美国国家技术金奖课程导论30版权所有，转载请注明出处现代OS基础：玩出来的精彩课程导论31版权所有，转载请注明出处梦想时代：超越有限、飞向无限 时代环境：移动计算、无线计算、嵌入式计算后PC时代：1995现在 主要特点：小型、移

10、动、便捷、有限能力移动计算的新潮：PDA、智能手机、高性能笔记本电脑工业智能化的趋势：形形色色的嵌入式系统科技对世界的概念：超小型计算工具（安全、国防） 科技缔造文明：没有想不到，只有做不到智能化的生活环境：集顶盒、无线通信网络更先进的生产工具：机器人技术的蓬勃发展更无限的发展空间：信息时代的终极魅力课程导论34版权所有，转载请注明出处嵌入式系统的应用课程导论智能卡移动通信计算机外设机顶盒零售设备印刷机复印机互联网服务器电话交换设备35版权所有，转载请注明出处内容提要教学内容与课程建设目标实施过程与学习方式方法操作系统基本概念介绍基础知识补充与软工规范内容提要36版权所有，转载请注明出处编程基

11、本功 问题1X = 1;(X+) + (+X) = ?答案：4课程导论37版权所有，转载请注明出处编程基本功 问题2unsigned short usTmp;for(usTmp = 10000; usTmp = 0; usTmp-)课程导论38版权所有，转载请注明出处编程基本功 问题3int a,b,c;short l,m,k;请问，这样的变量命名有什么问题？int iTmp1,iTmp2,iTmp3;short shTmp1,shTmp2,shTmp3;课程导论39版权所有，转载请注明出处软件工程基本功 头文件如何定义？ 数据结构如何定义？ 函数接口如何定义？ 内存管理如何控制？ 核心算法如

12、何评测？ 代码可读性如何保证？课程导论40版权所有，转载请注明出处课堂讨论：Hello World课程导论 #include int main(int argc, char *argv) puts(hello world); return 0; 41版权所有，转载请注明出处操作系统的处理过程课程导论 用户告诉操作系统执行hello程序 操作系统找到该程序，检查其类型 检查程序首部，找出正文和数据的地址 文件系统找到第一个磁盘块 父进程需要创建一个新的子进程，执行hello程序 操作系统需要将执行文件映射到进程结构 操作系统设置CPU上下文环境，并跳到程序开始处 程序的第一条指令执行，失败，缺页

13、中断发生 操作系统分配一页内存，并将代码从磁盘读入，继续执行 更多的缺页中断，读入更多的页面42版权所有，转载请注明出处操作系统的处理过程(Con.)课程导论 操作系统检查字符串的位置是否正确 操作系统找到字符串被送往的设备 设备是一个伪终端，由一个进程控制 操作系统将字符串送给该进程 该进程告诉窗口系统它要显示字符串 窗口系统确定操作合法，然后将字符串转换成像素 窗口系统将像素写入存储映像区 视频硬件将像素表示转换成一组模拟信号控制显示器（重画屏幕） 显示器发射电子束 你在屏幕上看到hello world 程序执行系统调用，在文件描述符中写一字符串43版权所有，转载请注明出处课堂小论文设计 题目选择在候选题目内自由选择，独立完成 论文要求需要参考文献，需要完整论文结构长度不超过4页Word稳定 期限2006年1月1日前课程导论44版权所有，转载请注明出处课堂小论文选题（草稿）课程导论TLBRAIDCache自旋锁微内核引导程序单调速率伙伴系统动态链接高速缓存优先级反转虚拟机结构可再入程序时钟的作用磁盘空间管理逻辑I/O与物理I/O消