操作系统-fs ch课件os class0new

第 零 章：讲在课程之前的话

操作系统OperatingSystem房 胜InstituteofComputerScience&Engineering

ShandongUniversityofscience&TechnologySep.2015主讲教师：房胜Email:办公室：J13－306手机：大纲从名称演变看操作系统从HelloWorld看操作系统为什么学习操作系统操作系统的功能学习方式的改变本课程的内容、方法等介绍一.从操作系统的名称看操作系统监控（督）程序（系统）（Monitor)执行系统（程序）(ExecutiveSystem(program))控制系统（程序）(ControlSystem(program))管理程序(Supervisor,SupervisorySystem)核心程序(Kernel)操作系统（大陆）、作業系統(港澳台)(OperatingSystem)An

operatingsystem

(OS)isacollectionofsoftwarethatmanages

computerhardware

resourcesandprovidescommonservices

for

computerprograms.Theoperatingsystemisanessentialcomponentofthe

systemsoftware

inacomputersystem.Applicationprogramsusuallyrequireanoperatingsystemtofunction.操作系统（英语：OperatingSystem，简称OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。操作系统的型态非常多样，不同机器安装的操作系统可从简单到复杂，可从手机的嵌入式系统到超级计算机的大型操作系统。许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致，例如有些操作系统集成了图形用户界面(GUI)，而有些仅使用命令行界面(CLI)，而将GUI视为一种非必要的应用程序。管理程序－－－》为运行平台平台之争：企业竞争的范围已经超出了市场、资本和技术，当前竞争得焦点就是平台之争#include<stdio.h>intmain(intargc,char*argv[]){ puts("helloworld"); return0;}

二.从HelloWorld看操作系统Howdoesitworks？？？用户告诉操作系统执行hello程序，注意此时操作系统还有其他程序在运行在屏幕上看到helloworld问题是：中间发生了什么？？？从HelloWorld.c生成执行文件用户要求执行hello.exe屏幕上显示”helloworld”中间发生了什么？？？WhathappentsalmostdependsontheOS中间发生的事情依赖于操作系统1.PreprocessingandCompile用户要求执行hello.exe屏幕上显示”helloworld”中间发生了什么？？？2.Readingthehellocommandfromthekeyboard.用户要求执行hello.exe屏幕上显示”helloworld”中间发生了什么？？？3.Loadingtheexecutablefromdiskintomainmemory用户要求执行hello.exe屏幕上显示”helloworld”中间发生了什么？？？4.Writingtheoutputstringfrommemorytothedisplay.2:计算机如何接受指令？如何确定Hello.exe是什么？到哪儿去找它？3:找到后如何将数据、代码读入到内存中？如何执行代码？如何获得正确的运行结果？4:如何输出？输出到什么地方？由谁负责输出？用户要求执行hello.exe屏幕上显示”helloworld”中间发生了什么？？？1:用户告诉操作系统执行hello程序，此时操作系统还有其他程序在运行2:操作系统找到该程序，检查其类型3:检查程序首部,找出正文和数据的地址4:文件系统找到第一个磁盘块（界面－交互方法－人机接口）（文件系统－－I/O系统－存储系统）（文件系统－－I/O系统－存储系统）（文件系统－－I/O系统－存储系统）5:父进程需要创建一个新的子进程，执行hello程序6:操作系统需要将执行文件映射到进程结构进程管理模块进程管理模块7:操作系统设置CPU上下文环境，并跳到程序开始处8:进程的某些指令执行，失败，缺页中断发生9:操作系统分配一页内存，并将代码从磁盘读入，继续执行10:可能会发生更多的缺页中断，需要读入更多的页面进程管理－内存管理内存管理－进程管理－调度内存管理－IO系统内存管理－IO系统11:程序执行系统调用，在文件描述符中写一字符串12:操作系统检查字符串的位置是否正确内核管理－－中断－－IO中断－－IO13:操作系统找到字符串被送往的设备14:设备是一个伪终端，由一个进程控制中断－－IO进程－－中断－－IO15:操作系统将字符串送给该进程16:该进程告诉窗口系统它要显示字符串17:窗口系统确定这是一个合法的操作，然后将字符串转换成像素进程通信－－IO进程通信－－IO驱动程序保护模块－IO驱动程序－硬件设备18:窗口系统将像素写入存储映像区IO驱动程序－硬件设备19: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）20:显示器发射电子素21:你在屏幕上看到helloworld硬件设备硬件设备1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口2.OS作为计算机系统资源的管理者3.OS用作扩充机器社会组织结构：

如果你向出入境管理局申请办理去香港的旅游签证-------------》拿到签证

如果你把一个快件交给快递公司———————————》对方收到快件

如果你到一个酒店吃饭————————————》饭菜上桌三.为什么学习操作系统?操作系统是计算机学科的“哲学”总体上掌握系统设计操作系统包括了所有软件设计/实现问题 资源共享/管理 安全和身份验证 灵活性，健壮性 友好界面设计 杨芙清院士讲座----2006.10性能，性能，性能！我们并不总使用Windonws/Mac/UNIX安全，安全，安全！操作系统的安全是一切应用安全的基础均码问题

one-size-fits-all（硬件制造商、软件生产商、流通领域经销商、用户）PervasiveComputing，UbiquitousComputing国内操作系统的研制状况中软总公司：COSIX操作系统,

COSIXV1．X和COSIXV2．X两个系列;1999年3月10日中软总公司与康柏公司签署联合开发64位中文UNIX操作系统—COSIX的合作协议1999年中国科学院软件工程研制中心(凯思集团)与摩托罗拉半导体战略联盟：嵌入式操作系统Hopen（女娲计划）2000年中科院软件所、北大方正、康柏公司共同发布国产中文操作系统“红旗Liunx”。。。。2014年UbuntuKylin四.操作系统的功能

应用程序

-----------------------<>虚机器界面

操作系统

-----------------------<>物理机器界面硬件操作系统的中心位置，牢固不可动摇操作系统课程的特点：实践性强涉及面广抽象一直在快速发展中五：学习方式的改变不得不说的话大学学习是为了什么？考研？？？一个文凭？？？。。。。。第一个问题：你将来准备做什么工作？是否从事IT行业的工作？如果你准备成为ProjectManager以上的人物，再请问各位同学第二个问题：在当今，计算机的学习如此普及、弱电专业学生如此众多的情况下，你可以成为什么样的人物呢？就是一个Coder？还是ProjectManager？或者小牛？甚至大牛？大学你想怎么度过？你将来准备做什么工作？你想从事计算机/IT行业吗？你想成为本行业的牛人吗？如果你的回答是“Yes”，那么大三这一年就是你最后、也是最重要的机会学习方式的改变从计算机整体的知识结构中认识操作系统从操作系统的整体上、各部分的联系以及操作系统的发展历史来理解操作系统从实践中掌握操作系统结合实际现象理解和分析操作系统目录

一:Introduction引论 操作系统的发展历史

Computer-SystemStructures计算机系统结构

Operating-SystemStructures操作系统结构二:ProcessesManagement进程管理

Process进程；Threads线程;CPUScheduling进程调度；

ProcessSynchronization进程同步；Deadlocks死锁三:StorageManagement存储器管理

MemoryManagement存储器管理； VirtualMemory虚拟存储器管理；File-SystemInterface文件系统接口；File-SystemImplementation文件系统实现四:I/Osystem存储器管理I/OSystem；Mass-StorageStructure课程形式主课（双语教学），习题课，作业课程设计：基于Linux的课程设计考试：笔试

期末考试学习要求：按时上课，认真听讲，阅读参考教材思考，讨论，提问实践课程设计：基于Linux的课程设计对于Linux系统的熟悉、使用我们提供指导、执行路线；同学们在课下完成；检查由课堂抽查和同学相互检查组成. 2.Linux下的编程我们提供指导、执行路线；同学们在上机时完成完成；提交实验报告。

3.Linux下的操作系统课程设计我们提供指导、执行路线；同学们在课下和上机时完成；提交报告。

课程参考教材OperatingSystemConceptsAbrahamSilberschatzOperatingSystemsWilliamStallingsModernOperatingSystem