主讲教师：万寿红中国科学技术大学络学院

主讲教师：万寿红中国科学技术大学网络学院操作系统教材史杏荣、杨寿保编著，《操作系统原理与实现技术》，中国科学技术大学出版社，1997参考书汤子瀛等著，《计算机操作系统》，西安电子科技大学出版社，1996

张尧学史美林，计算机操作系统教程，清华大学出版社周长林左万历，计算机操作系统教程，高等教育出版社作业统一闭卷笔试课程目的：了解操作系统的功能、基本原理和实现技术，加深对计算机运行环境的理解。基本要求：掌握一般操作系统的进程管理、作业管理、存储管理、设备管理和文件管理的功能、原理与实现的基本思想，初步体会具体操作系统在这些方面的工作机制。1.1什么是操作系统1.2操作系统发展史1.3操作系统的分类1.4研究操作系统的几种观点第一章引论计算机系统(层次结构)软件硬件及固件（裸机）应用软件系统软件编辑软件，编译软件操作系统计算机系统的组成1.1什么是操作系统操作系统的地位和目标操作系统在计算机系统中的地位有效性（系统管理人员的观点）方便性（用户的观点）引入操作系统的目标:

OS是计算机硬件、软件资源的管理者。管理的对象：CPU、存储器、外部设备、信息（数据和软件）；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，相应管理策略。操作系统的作用

OS是用户使用系统硬件、软件的接口。系统命令（命令行、菜单式、命令脚本式、图形用户接口GUI）；系统调用（形式上类似于过程调用，在应用编程中使用）。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CPU）；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是扩展机(extendedmachine)/虚拟机(virtualmachine)。MS帽O车S:档M适S挨DO驱S,绩M律S板Wi奸nd伴ow需s国3.级x,啊W堪in居do摆ws花9辅5,专W伟in扯do怨ws敌N休T,燃W矮in俭do趟ws喂2泽00萄0UN芹IX邀:册BS醉D,递S妙RV隔4,犬O酬SF如1,窃S配CO迎U歉NI龟X,察A对IX广,分So虫la警ri雅s,雁L偷in啄uxNO榜S:走N霸ov尸el筐l辩Ne展tw闻ar培e操作奇系统输举例1.营2葵操作逗系统独的发蛙展史手工掀操作批处踪蝶理系武统(鲜b包at膜ch仆p陪ro茅ce锋ss忌in喝g)多道质程序严系统威(m旅ul互ti色pr劣og纠ra爱mm葬in副g猪sy敢st谈em婶)分时借系统识(t晶im技e-活sh闻ar气in只g绩sy它st纲em愿)实时燃系统绘(r悠ea戏l-戒ti抄me捏s仗ys臂te腹m)工作换方式用户妙：用捆户既突是程甘序员删，又弹是操矿作员稠；用杰户是脏计算猾机专辽业人温员；编程篮语言栏：为竿机器漏语言怪；输入衡输出必：纸喇带或朽卡片；19伤46乎－5扇8年纱（电盏子管肢）：是集中摘计算烛（计闭算中亩心）牧，计略算机勉资源产昂贵茄；手工挠操作主要妈矛盾计算络机处昨理能督力的敢提高串，手诞工操资作的性低效你率（秀造成柳浪费特）；用户晒独占敏全机幻玉的所押有资饮源；提高使效率陪的途辛径专门傻的操放作员是，批准处理工作帆特点用户蒸独占半全机CP兄U等待请用户批处惕理中逢的作誓业的够组成珠：用户般程序数据作业捆说明团书（否作业慎控制误语言她）58牧年－损64伯年（虽晶体环管）倒：利骡用磁迫带把逮若干樱个作混业分圈类编浪成作椒业执骂行序金列，卧每个叼批作盆业由阅一个敢专门拘的监五督程拼序（悠Mo蛮ni捉to丽r）演自动等依次装处理糊。可浅使用鸭汇编弄语言捏开发。批处向理系诸统(退ba竹tc墙h彼pr逆oc钉es世si斯ng编m)两种半批处兔理方器式(1哈)联机兽批处饰理（搭早期错）（捏解决做人机托矛盾竹）用户悲提交寻作业操作堡员合估成批礼作业批作尿业处沸理：冬对批内作业羊中的蚂每个葡作业叛进行庆相同吼的处仍理：饥从磁径带读隙入用扬户作齿业和挡编译姿链接渔程序捞，编倒译链格接用纺户作限业，办生成牺可执熊行程矛序；幼启动惧执行饶；执俘行结墙果输速出。问题：慢统速的狗输入魔输出竞处理侍仍直侄接由渣主机曲来完蒙成。输入圾输出涝时，芒CP凡U处碎于等队待状献态。优点秩：同一翼批内吨各作岭业的摩自动四依次蠢更替增，改偷善了负主机川CP系U和劲I/旧O设里备的砍使用阵效率属，提高陈了吞懒吐量。缺点：磁故带或童磁盘需要摆人工习装卸森，作食业需利要人裕工分宪类，监丸督程撕序易取遭到莫用户妥程序裤的破倍坏（缸由人谷工干洁预才嚼可恢退复）迹。利用遇卫星首机完垮成输哀入输容出功恋能。昆主机系与卫某星机乌可并灶行工确作。两种付批处加理方戴式(2示)脱机立批处答理（解摄决cp踪蝶u与I/虑O设备扶速度右不匹戏配的馅矛盾危）CP软U和父I/容O设内备使命用忙知闲不运均（皆取决元于当径前作宫业的匀特性扒）。内存控仅放勉一道坚运行练程序对计贺算为前主的污作业管，外罗设空苗闲；对I借/O剖为主证的作势业，油CP计U空积闲；单道择批处裤理的符主要吉问题通道认：用于茂控制萍I/蝴O设糖备与隔内存息间的扔数据请传输跟。启年动后膝可独虽立于黄CP辣U运皆行，坚实现算CP滩U与稼I/棉O的梁并行傻。中断是指宵CP虾U在您收到孩外部肯中断纲信号果后，万停止细原来亏工作同，转己去处金理该乐中断盯事件辉，完产毕后脂回到蛮原来君断点光继续迅工作写。引进背缓冲例技术延，减舱少c坡pu壁和外垄设的甚等待狗时间唇，提晶高c芽pu波和外蝇设并忆行工垄作的耳程度墓。通道到和中俗断技报术多道黑程序稠技术待运行闯特征多道合：内潜存中丈同时透存放震几个膛作业继；宏观诵上并纹行运下行：利都处坏于运夕行状凭态，苏但都绝未运敬行完揉；微观右上串垃行运狸行：相各作附业交蔬替使崖用C点PU秋；64即年－浩70映年（宅集成稠电路然）：大利用匙多道片批处论理提程高资证源的源利用违率。多道罪程序贱系统(m档ul坦ti里pr糠og伴ra揪mm猴in症g浩sy拥st侧em帅)多道刚程序爪系统寻上的博技术作业揉调度资源患共享内存眉使用内存谎保护文件口非顺临序存饥放、辫随机若存取作业咏管理桂、处察理机垮管理招、存案储管寄理、滥设备译管理蚊、文阔件系水统管淹理(挨fi扩le丝式s徐ys暗te踪蝶m)假脱御机批鲁处理使用彻多道惑程序械设计防技术萌和通配道技辜术，乓由输至入和状输出斗进程轿实现半在低留速设谁备和高高速扫设备营（磁酸盘）双之间谱的信壶息传师输任碑务；在联馋机方闪式下水实现焦脱机膛批处借理操狱作，枕消除斥人工摆干预预，提捏高系蜂统资低源利酱用率浅；现代拒操作尽系统险中广虹泛使希用假遥脱机朱处理辉技术短。多道赌批处斜理系舍统的肥资源夹利用艺效率被特征多道虑批处锯理系进统的奥资源世利用迁效率垮特征犬是基悔于各哀作业予对系浑统资世源的娘需求蒜差异饮得到狡的。例如弱：有器3个当作业蚀A、性B、指C，挡分别扶为计沿算、浩检索乱和打交印作慈业，骑单道粮运行窜时间茫分别剑为5历分、篮15芦分和扔10巧分钟俊。它凳们可腾并行味在1态5分鸡钟内候完成堪3个燃作业忌。各挑资源荐的利板用效滑率为汁：多道犹批处映理系优统的宜特点优点驾：资源载利用怨率高界：C惠PU踢和内责存利笑用率践较高悠；作业从吞吐犬量大采：单店位时你间内还完成库的工躺作总纪量大券。缺点遮：用户测交互肆性差轮：不棒利于匠调试势和修羡改；作业龟平均司周转欺时间爆长：际短作肝业的端周转之时间淡显著深增长型。“分桂时”影的含总义分且时是陵指多典个用择户分炸享使伐用同捏一台顽计算城机。骂多个扔程序互分时素共享介硬件弃和软堵件资分源。多个往用户乓分时通常朵按时们间片羞(t陕im疗e种sl扯ic默e)僻分配暑：各眨个程我序在呢CP女U上钥执行隐的轮搁换时贡间。设计熔目标产：对用言户的军请求亦及时挪响应畏，并浸在可暑能条动件下竿尽量舰提高半系统牢资源摄的利茂用率廊。适合办公伯自动膛化、叨教学登及事恰务处比理等冈要求葵人机乓会话掌的场汪合。70粘年代时中期散至今分时蝇系统(t言im韵e-勤sh植ar课in欧g做sy扁st薯em屡)主机终端分时恒系统挎示意男图分时怒操作衔系统叨特点多路院性交互没性“独翠占”娱性及时搏性同时恶有多宣个用透户使升用一秤台计已算机宏观始上：桂是多只个人有同时莫使用漠一个猴CP涂U微观何上：买多个似人在比不同菊时刻滴轮流芒使用是CP套U用户撑根据摸系统芝响应穴结果毁进一嚼步提出毛新请纪求(贸用户廉直接傲干预冈每一桃步)用户麦感觉晋不到筒计算树机为盘其他渴人服欲务（O呆S提怪供虚焦机器招，各劳个用著户的炉虚机器潜互不缘瑞干扰愉）系统修对用放户提寇出的软请求孩及时宏响应要求昏：响应惑时间王短，艰在一烂定范踢围系汽统可赠靠性粪高任务斗的类水型：周期戴性实特时任凤务非周锋期性库实时庄任务用于井工业世过程牢控制势、军悲事实饺时控富制、港金融猜等领母域实时撇系统(r垫ea按l-责ti约me慈s寇ys吸te纤m)并发横(c蚕on讽cu没rr哈en赛cy横)共享还(s宿ha怠ri束ng桨)虚拟紫(v扒ir握tu秒al痒)异步拣性(战as须yn有ch泊ro伶ni幻玉sm)操作宅系统束的特商征在多赛道程废序处沾理时适，宏犹观上闪并发两，微扑观上辉交替龄执行币（在豪单处宵理器呼情况赤下）嫁。程序爷的静熊态实衬体是触可执奏行文捎件，环而动伙态实茅体是练进程膊。多个盐事件碗在同源一时扮间段硬内发通生。偶操作宵系统树是一慌个并裹发系预统，绕各进白程间塌的并依发，描系统除与应皆用间冈的并边发。雾操作犁系统税要完边成这贞些并素发过柔程的露管理塘。并梨行(悠pa针ra堆ll咏el避)是块指在丹同一肃时刻胸发生灭。并发达(c撒on搜cu姿rr撇en东cy决)共享寇(s妙ha叹ri您ng散)互斥特共享敬：资首源分揉配后鸦到释贝放前弦，不寄能被哭其他吉进程掌所用仓。同时膏访问资源切分配扎难以绩达到制最优讯化多个葱进程史共享窜有限厕的计顷算机董系统蹈资源辉。操培作系戒统要谁对系欠统资蛮源进涂行合座理分狡配和竭使用锋。资阁源在铅一个抄时间您段内筛交替大被多妇个进隙程所惠用。虚拟颠(v贱ir臣tu单al垃)CP划U－塔－每湖个用桨户（暮进程屋）的姿"虚车处理情机"存储押器－密－每点个进矛程都券占有嫌的地病址空阻间（棍指令毕＋数编据＋址堆栈魂）显示饮设备弃－－丽多窗死口或亿虚拟踢终端货(v扰ir附tu理al漂t买er厌mi范na蔑l)一个贫物理经实体树映射绑为若配干个狸对应骨的逻送辑实传体－春－分艰时或际分空鸽间。锡虚拟夹是操姥作系受统管田理系萌统资承源的敢重要铺手段刷，可什提高凭资源博利用瞒率。异步四性(记as膨yn邀ch凝ro酷ni超sm购)进程日的运贫行速昂度不堤可预岁知：暂分时辰系统牙中，猪多个静进程泥并发琴执行涛，"弄时走并时停乞"，掀不可普预知气每个余进程稿的运捷行推趋进快训慢判据吼：无粉论快唱慢，怠应该怖结果顷相同贡－－弓通过寺进程尽互斥愧和同伯步手烤段来柴保证难以扩重现再系统街在某四个时愁刻的的状态述（包私括重扣现运无行中缝的错啄误）也称粒不确两定性毙，指嘴进程识的执懒行顺励序和我执行丘时间痕的不而确定肠性；1.陷3琴操作单系统蛛的分应类操作船系统拥分类眯主要挽讨论览操作排系统正的功冷能特愧征。1.潮3.字1敲批处动理操走作系职统1.楚3.汁2更分时扩操作递系统1.众3.底3夕实时圾操作诵系统1.饺3.摔4浇网络柏操作唇系统1.棋3.室5博分布业式操块作系润统作业宽的处豆理流厌程作业耍提交搜：作所业的味输入斥；作业惯执行作业霸完成吃：作轻业的先输出术；1.珠3.男1姓批处狗理操旺作系戴统(B待at礼ch显P千ro玩ce饭ss争in兰g着Op惧er渗at伴io壶n镰Sy那st圈em剂)批处对理的但主要删特征用户府脱机膊使用兵计算利机作业曾成批观处理多道队程序守并行三种档批处妄理类罚型单道割批处忘理操脑作系歉统；多道痒批处救理操峰作系飘统；远程总批处铅理系版统把计臭算机可的系尼统资两源（汉尤其李是C聋PU股时间耀）进迈行时舱间上妹的分培割，证每个化时间亡段称以为一税个时鞠间片候（t掘im创e嘉sl凤ic民e）虎，每忍个用亿户依设次轮宵流使县用时众间片椅。分时撞操作森系统(T轻im会e叼Sh挠ar饮in敲g樱Op轨er区at仆in促g哨Sy疤st原em理)分时乡丰的定忽义分时凯系统杯的特茶征多路塞性：多个刮用户冬同时将工作畅。独立唯性：各用那户独讽立操肯作，恩互不艇干扰票。交互奔性：系统谁能及晌时对写用户吊的操胃作进火行响伪应，需显著盼提高郊调试荐和修土改程漂序的从效率源：缩甲短了毕周转增时间杯。实时乖系统夹的特馒征实时爱时钟前管理：提巴供系年统日罪期和诞时间净、定朽时和油延时幕等时无钟管轮理功寄能；及时素性：响气应时涂间的谨要求；多任划务管采理：系统浅的并处发性喷和随陵机性闪；高度列可靠揭性和润安全同性：容糖错能坚力（芽如故醋障自兆动复亏位）阀和冗垮余备净份（两双机笔，关袋键部许件）棚；实时绞操作画系统渴主要借用于纺过程族控制洋、事化务处姐理等首有实档时要暂求的鸦领域符，其枕主要垄特征务是实时径性和可靠吹性。实时酿操作逗系统(R幅ea缴l器Ti州me太O堆pe超ra层ti愧ng垦S庆ys办te左m)通常弊操作耳系统胸的功挨能：处丸理机躺管理盟、存盈储器挨管理燥、设肚备管桌理、添文件陕管理怀等；网络锅通信尤功能：通院过网差络协交议进聋行高雨效、驾可靠像的数紫据传悼输；网络茫资源顿管理：协侧调各明用户蜻使用蔽；网络钻服务：文鸡件和挂设备阴共享揪，信限息发悔布；提供萍网络致接口1.铅3.停4支网络速操作未系统(N按OS套,乓Ne离tw厅or瓣k秩Op富er斜at末in课g毛Sy杠st樱em晃)分布去式系颤统：处蝇理和府控制啦的分织散（授相对取于集校中式偿系统所）1.揭3.妹5掘分布辨式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