操作系统讲义第一章

操作系统讲义孙清西安财经学院1操作系统概述

系统启动及用户界面进程管理与调度进程同步第一章第二章第三章第四章文件管理第七章Contents课程内容安排

西安财经学院设备管理第六章存储器管理第五章2教材及参考资料教材：操作系统教程黄刚徐小龙段卫华人民邮电出版社2009年参考资料：OperatingSystemDesignandImplementation（SecondEdition）AndrewS.Tanenbaum2001年1月计算机操作系统教程张尧学史美林清华大学出版社1998年5月计算机操作系统教程徐甲同陆丽娜谷建华西安电子科技大学出版社2001年12月计算机操作系统汤子赢哲凤屏汤小丹西安电子科技大学出版社2000年2月红帽EnterpriseLinux3从入门到精通MichaelJang著毛选韩滨于晓菲等译电子工业出版社2003年5月Linux内核完全剖析赵炯机械工业出版社2006年1月Linux操作系统及实验教程李善平郑扣根机械工业出版社1999年10月3本课程与其它专业课程的关系编译原理数据库原理计算机网络软件工程计算机组成原理计算机系统结构汇编语言程序设计各种应用软件开发平台及软件开发技术C语言程序设计数据结构面向对象程序设计算法分析操作系统注：图中加黑字体课程名称为计算机专业考研课程4课程进度安排第1周 第1章操作系统概论第2周 第2章系统启动及用户界面（自己安装Linux）第3周 实验一Linux系统的操作命令第4、5周 第3章进程管理与调度第6周 实验二进程的创建第7、8周 第4章进程同步第9周 实验三进程间消息通信第10、11周第5章存储管理第12周 实验四虚拟内存管理模拟系统调试第13、14周 第6章设备管理第15～17周 第7章文件管理18、复习5第一章操作系统概述操作系统的概念1操作系统的形成和发展2操作系统的分类3西安财经学院操作系统的结构设计

4Linux操作系统简介56操作系统的概念7操作系统的概念操作系统是一组运行在计算机上的软件，它用来管理计算机硬件，并且为运行应用程序提供各种常规服务。各种带有计算机的设备都配有操作系统，从手机、游戏机到超级计算机都必须装载操作系统。操作系统是一个两层的系统平台，一层是面向终端用户的，一层是面向程序开发者的。流行的个人机操作系统包括：微软的Windows、苹果的MacOSX和Linux。8操作系统的发展二十世纪六十年代才出现现代结构的操作系统。五十年代开始形成一些操作系统的功能软件，如：运行时库、中断、并行处理等。八十年代开始将大型机和小型机的操作系统移植到个人计算机中。陆续出现一些专门为个人机开发的系统功能，如GUI。操作系统中最重要的部分是内核（kernel），它用来控制对内存的读写，进程的执行顺序，输入/输出设备的信息传递和中断。用户接口（界面）是操作系统的另一重要部分，它分为图形界面和命令行界面两种。9操作系统的分类批处理操作系统批量处理作业，操作系统选择作业执行，为提高资源利用率和系统吞吐量。无法实现人机交互。分时操作系统一台主机与多个终端相连，各个终端用户分时使用系统资源。实时操作系统主要用于工控领域。重点在及时响应和执行可靠性。10操作系统的分类微型计算机操作系统操作友好方便，通用性。网络操作系统在一般操作系统基础上,提供网络通信和服务的操作系统。分布式操作系统依托网络，实现任务的处理分布。嵌入式操作系统微型化，可定制，应用于各种特殊用途的终端。11操作系统的结构设计层次式结构：传统的操作系统结构。如，LINUX/

UNIX，系统内核中的每一模块只能与相邻层通信。12操作系统的结构设计微内核结构：现代很多操作系统都使用微内核结构。卡内基梅陇大学的Mach操作系统就是典型代表。MacOSX就采用了这种结构。13操作系统的结构设计综合结构：有些操作系统结合了这两种结构，如WindowsNT14Linux操作系统简介Linux是类Unix操作系统。Unix系统是1969年由Bell实验室的KenThompson，DennisRitchie，DouglasMcIlory,和JoeOssanna设计实现的。15Linux操作系统简介GNU是RichardStallman1983年在MIT发起的一个自由软件和大范围合作工程。16Linux操作系统简介Minix是最小的类Unix操作系统，是AndrewS.Tanenbaum专门为教学编写的。17Linux操作系统简介Linux是LinusTorvalds在Minix的基础上开发的内核。18Linux操作系统简介如今，从各种嵌入式系统到超级计算机系统，Linux作为操作系统得到了广泛的应用。它的服务器版LAMP（Linux，Apache，MySQL和PHP）应用框架也得到了广泛的应用。常见的版本：RedHat/Fedora、CentOS、Debian/Ubuntu、

SUSE、Mandriva、FreeBSD、Gentoo当前最新的Linux内核3.2.7参考网站：/

19LINUX系统的特点LINUX是一个遵循POSIX标准的免费OS，具有BSD和SYSTEMV的扩展特性（其外表性能上同UNIX非常相象，但所有系统核心代码全部重新写过了）。

LINUX可以运行在X86PC、SUNSparc、DigitalAlpha、PowerPC、MIPS等平台上，可以说是目前运行硬件平台最多的OS。支持多种文件系统。如FAT、FAT32、EXT2、NFS等，LINUX可以将这些文件系统直接装载为系统的一个目录。LINUX自己的文件系统EXT2/3/4非常先进，最多可支持到2TB的空间，文件名长度可达到255个字符。20Linux操作系统简介Linux的基本结构类似Unix的层次式结构，可以分为三层：第三层：SHELL，用户接口(命令接口、程序接口、图形用户接口)第二层：内核，对对象控制和管理的软件集合(处理机管理软件、存储器管理软件、设备管理软件、文件管理软件)第一层：硬件，操作系统对象(处理机、存储器、设备、文件和作业)21Linux内核作为OS的核心，它具有二个方面的接口：一方面是核心与硬件的接口，它通常是由一组驱动程序和一些基本的例行程序组成；二是核心与Shell的接口，由二组系统调用以及命令解释程序等组成。核心本身又可分成二大部分：一部分是进程控制子系统；另一部分则是文件子系统。二组系统调用分别与这二大子系统交互。22Shell的功能Shell是用户操作计算机系统的界面，作为解释程序出现：接收用户打入的命令，进行分析，创建子进程，由子进程实现命令所规定功能，等子进程终止工作后，发出提示符。Shell还是一种高级程序设计语言，它有变量、关键字、各种控制语句，如if、case、while、for等，有自己的语法结构。利用Shell程序设计语言可以编写出功能强大、代码简单的程序，特别是它把相关的LINUX命令有机地组合在一起，可大大提高编程的效率。23Shell具有如下突出特点：（1）把已有命令进行适当组合，构成新的命令，且组合方式简单；（2）可以进行交互式处理，用户和LINUX系统之间通过Shell进行交互式会话，实现通信；（3）灵活地利用位置参数传递参数值；（4）结构化的程序模块，提供了顺序流程控制、条件控制、循环控制等；（5）提供通配符、I/O重定向、管道等机制，方便了模式匹配、I/O处理和数据传输；（6）便于用户开发新的命令。利用Shell过程可把用户编写的可执行程序与LINUX命令结合在一起，当作新命令使用；（7）提供后台处理方式，不打断前台工作。24LINUX通常提供三种不同的ShellBourneShell（简称bash），是AT&TBell实验室人员为UNIX开发的，它是其他Shell开发的基础，也是各种UNIX/LINUX系统上最常用、最基本的Shell。C-Shell（简称csh）,是加州伯利克大学的BillJoy为BSDUNIX开发的，它与bash不同，主要模拟C语言。KornShell（简称ksh），是AT&TBell实验室开发的，与bsh兼容，但功能更强大。25Shell程序示例

使用Shell最简单的方法是从键盘上直接打入命令行。例如：ls-l/usr/exampleShell命令解释程序对打入的命令进行分析，并创建子进程，完成该命令所对应的功能。Shell程序也可存放在文件上。例如：由三条简单命