计算机操作系统Operating System

计算机操作系统

OperatingSystem

主讲人：张小旺

电话/p>

Email:zxw@

操作系统1

课程教材

■教材

张尧学等《计算机操作系统教程》（第3版）

清华大学出版社

■参考书目

1配套的《习题解答与实践指导》

2陈向群等《操作系统教程》（第二版），北京

大学出版社

3...

操作系统2

I课程要求

总成绩=30%X平时成绩+70%X期末成绩

1平时成绩:考勤+平时作业+表现

2平时作业每3次课交一次，过期不算

3考勤随机

■期末成绩：闭卷

操作系统3

I课程主页

http://www.is.pkiLedu.ee/~zxw/os.htm

操作系统4

I课程简介

■绪论

■操作系统用户界面

■进程管理

-处理机调度

■存储管理

■进程与存储管理示例

■Windows的进程与内存管理

操作系统5

课程简介

文件系统

■设备管理

■Linux文件系统

Windows的设备管理和文件系统

操作系统6

操作系统课程的特点：

实践性强（从实践总结出原理）

涉及面广（并行程序，性能问题，结构问题,

程序方法论，软件工程，等等）

错综复杂：纵横交叉

如何学好操作系统？

操作系统

注意学习方式的变化

教师只指出要点

要通过自学、研读参考书掌握内容

整理笔记相当重要

不能只通过PowerPoint来复习课程

善于发现问题、提出问题

要努力寻求问题的答案

操作系统8

引言

1.操作系统的名称

监控(督)程序(系统)(Monitor)

执行系统(程序)(ExecutiveSystem(program))

控制系统(程序)(ControlSystemprogram))

管理程序(Supervisor,SupervisorySystem)

核心程序(Kernel)

操作系统(OperatingSystem)

操作系统9

操作系统做什么?

G

㊀)

操作系统10

＞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

＞程序执行系统调用，在文件描述符中写一字符串

操作系统11

＞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

＞操作系统嚼字符串送给该进程

＞该进程告诉窗口系统它要显示字符串

＞窗口系统确定这是一个合法的操作，然后将字符串转换

成像素

＞窗口系统修像素写入存储映像区

＞视频硬件修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helloworld

操作系统12

操作系统提供一系列服务：

多任务，内存保护，内存管理，

网络，文件存取，设备控制，用户界面

错误检测及恢复系统，硬件控制，安全

操作系统13

3.为什么学习操作系统？

•设计操作系统或者修改现有的系统

存在人们意识不到的大量“操作系统”

嵌入式系统(EmbeddedOS)

•加深对使用的OS的理解，有利于深入编程

用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道

•编程时借鉴操作系统的设计思想和算法

操作系统中所用的许多概念和技巧可以推广应

用到其他领域

•选择购买操作系统

•我们并不总使用Win95/NT/2000/XP

操作系统14

•涉及到计算机科学的很多领域

□计算机体系结构/硬件

□软件设计

□程序设计语言

□数据结构

□算法

□网络

学习核心技术并能在其他地方应用之

操作系统15

•思维方式的学习

•抽象

操作系统具有一种魔力（magic）

提供了无限的8〃s

无限的内存

单一全球计算能力

等等

操作系统16

•大型、复杂系统的系统设计

①性能与方便使用

②性能与简单性

③硬件与软件

折衷权衡

TradeOff

操作系统是目前最复杂的软件成分

操作系统17

4.操作系统的工作

(1)程序的执行

负责启动每个程序，以及结束程序的工作

(2)完成与硬件有关的工作

(3)完成与应用无关的工作

易于使用，基本服务，统一性

(4)计算机系统的效率与安全问题

操作系统18

硬件相关:

应用程序

---------------虚机器界面

操作系统

---------------物理机器界面

硬件

假如没有操作系统？怎样将目标代码送给硬件？怎样输出打

印结果？

一人们圈对二进制程序操作从二极发光管读答案

操作系统19

硬件相关（续1）:

指实现代码中包含存储器的物理地址，包含

对设备接口寄存器和设备接口缓冲区的读

■实现该工作的过程代码和硬件因素密切相关,

即需要设置与测试、使用物理地址、设备接

口寄存器等等

■硬件相关必然复杂繁琐、代码量大

■硬件相关的工作，其实现代码不通用

操作系统20

硬件相关（续2）：

由于操作系统承担了上述工作，在其

之上的各类程序就没有必要直接同硬件打

交道了。硬件改变时，操作系统相应变化

即可，其他的程序不用作出改变

硬件相关还表现在有关硬件的状态必定

带来对应代码的变化

操作系统21

与应用无关：

是指这些工作是任何一个程序都需要的、最

基本的工作

它们具有共性，工作过程相同

与具体应用无直接关系，即与用户所关心的

应用目标无直接关系

操作系统22

基本目的

1.介绍操作系统的基本概念、基本结构及运行环境

2.介绍操作系统原理、设计方法和实现技术

3.介绍操作系统的演化过程、发展研究动向、新技

术以及新思想

4.介绍各种有代表性的、典型的操作系统实例

5,培养学生分析问题、解决问题的基本能力，培养

创造型人才

操作系统23

学习收获

1.使学生对操作系统的基本概念、基本结构及运行

环境有深入的认识，对操作系统这一课程有比较全

面的把握

2.使学生深入到操作系统内部，理解并掌握操作系

统的基本原理、设计方法和实现技术

3.使学生了解操作系统的演化过程、发展研究动向、

新技术以及新思想，使学生具有透过变化看趋势、

透过技术抓原理、把握学科发展脉搏的基本素质，

为其今后在相关领域开展工作打下坚实的基础

操作系统24

第1章引论

操作系统25

1.1操作系统的定义与作用

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操作系统27

操作系统28

操作系统29

操作系统30

操作系统31

操作系统32

■提rWj效率

■扩展功能

■方便用户。

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操作系统34

操作系统35

操作系统36

操作系统37

操作系统38

1.2操作系统的形成与发展

操作系统39

⑴手工操作阶段

操作系统40

操作系统41

⑵监控程序阶段

操作系统42

操作系统43

早期脱机批处理模型

操作系统44

监督程序

标准输入程序编译程序装配程序I/O处理程序监

督

转

程

到输入作业用户程序I

序

下调用一些子程序

编译后的用户管

一

理

作作业程序

下

业

的

输

入

装配好的用户作业程序解

题

I过

执行

I程

执行结果一一

输出结果

操作系统45

操作系统46

⑶执行系统阶段

操作系统47

程

口

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王

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请

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叔

监

程运行处理输入哪运行处理操作

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输

出

A瓶

目程序A

运行处理输出

程序B