操作系統(tǒng)設計ppt課件(已修改)
2025-02-02 21:38 本頁面
【正文】 1 學習目的 ?設計、修改、擴充操作系統(tǒng)。例如操作系統(tǒng)漢化、中文操作系統(tǒng)環(huán)境、嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)。 ?用戶為了完成自己的任務必須與操作系統(tǒng)交往，要了解操作系統(tǒng)提供的人－機接口，在編程中靈活應用進程（線程）。 ?操作系統(tǒng)中所用的許多概念和技巧一般可以應用到其它領域。 2 學習要求 ? 課前預習教材 ? 按時上課，認真聽講 ? 研讀參考書和參考網(wǎng)站 ? 整理筆記，認真思考，積極討論，善于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并努力尋求問題的答案 ? 結(jié)合操作系統(tǒng)專題學習網(wǎng)站豐富的教學資源 ,努力尋求問題的答案，掌握基本原理 ,拓展知識，延伸視野，提高分析問題和解決問題的能力 。 3 教材參考書 ? Operating System Concepts (6th Ed.) A. Siberschatz, P. B. Galvin, and G. Gagne 鄭扣根 譯 John Wiley amp。 Sons, Inc. 高等教育出版社， 2022 ? 邊干邊學 － Linux內(nèi)核指導 李善平，陳文智等編著 浙江大學出版社， 2022 4 其他參考用書 ? 操作系統(tǒng)教程 王素華 人民郵電出版社 計算機操作系統(tǒng)教程 張堯?qū)W史美林 清華大學出版社 計算機操作系統(tǒng)教程 周長林 左萬歷 高等教育出版社 操作系統(tǒng)基礎 屠立德 屠祁 清華大學出版社 操作系統(tǒng)教程 孟慶昌 西安電子科大出版社 計算機操作系統(tǒng) 湯子瀛等 西安電子科大出版社 操作系統(tǒng)教程 孫鐘秀主編 高等教育出版社 Windows操作系統(tǒng)原理 陳向群著，機械工業(yè)出版社 5 參考網(wǎng)站 ? 浙江大學 ? 加州大學伯克利分校62F06/ ? 廣東工業(yè)大學 ? 南開大學p ? 南昌工程學院 6 考查方式 ?作業(yè) +課堂作業(yè)（點名） +實驗報告： 40％ ?期末考試： 60％ 1 導論 8 內(nèi)容 ? 什么是操作系統(tǒng) ? ? 大型計算機系統(tǒng) ? 桌面系統(tǒng) ? 多處理器系統(tǒng) ? 分布式系統(tǒng) ? 集群系統(tǒng) ? 實時系統(tǒng) ? 手持系統(tǒng) ? 功能遷移 ? 計算環(huán)境 9 操作系統(tǒng)是什么 ? ?操作系統(tǒng)是 … – 管理硬件 – 為應用程序提供基礎 – 充當計算機硬件和用戶間的接口 ?操作系統(tǒng)的目標 – 執(zhí)行用戶程序，使用戶的計算變得更加容易 – 使計算機系統(tǒng)更方便使用 – 計算機系統(tǒng)的高效執(zhí)行 10 計算機系統(tǒng)組成部分的邏輯圖 11 計算機系統(tǒng)組成 1. 硬件 – 提供基本的計算資源 (CPU, 存儲器 , I/O 設備 ) 2. 操作系統(tǒng) – 控制和協(xié)調(diào)各用戶的應用程序?qū)τ布氖褂? 3. 應用程序 – 規(guī)定了按何種方式使用這些資源來解決用戶的計算機問題 (字處理程序 , 電子制表軟件 , 網(wǎng)絡瀏覽器 , 編譯器 , 游戲 , etc) 4. 用戶 – 人 , 機器 , 其它計算機 12 ?便于用戶使用 – 尤其是在一些小型個人計算機上 ?高效操作計算機系統(tǒng) – 對一些大型的、多用戶共享的系統(tǒng) – 由于計算資源的利用 ?在易用性和效率之間抉擇 – 例如：部分操作系統(tǒng)采用的圖形用戶界面將占用大量的 CPU時間，降低系統(tǒng)執(zhí)行效率 13 操作系統(tǒng)設計目的 ?從兩方面來研究 – 用戶 – 系統(tǒng) 14 1 用戶觀點 ? 個人計算機 – 使用方便 – 性能次要 – 不在乎資源利用率 ? 大型機或小型機 – 資源利用率最大化 (CPU, memory, I/O devices) – 用戶間公平共享資源 ? 工作站 – 在個人可用性和資源利用率之間力求平衡 15 2 系統(tǒng)觀點 ?操作系統(tǒng)即 資源分配器 ，資源包括 – CPU占用時間 – 內(nèi)存 – 外存 – I/O設備 ?操作系統(tǒng)同時也是管理者 – 處理資源請求沖突 – 高效公平的操縱計算機系統(tǒng) 16 系統(tǒng)觀點 ? 操作系統(tǒng)也是一個 控制程序 – 控制用戶程序的執(zhí)行 – 控制對 I/O設備的操作 ? 關于操作系統(tǒng)并沒有一個被廣泛接受的定義 ? 操作系統(tǒng)是整個計算機系統(tǒng)的核心 – 唯一一直在運行的程序（內(nèi)核），除此之外的其它所有程序都被稱為應用程序 ? 操作系統(tǒng)最基本的目標是執(zhí)行用戶程序，更方便的解決用戶的問題 17 操作系統(tǒng)簡史 ?通過簡單回顧理解 … – 什么是操作系統(tǒng) – 操作系統(tǒng)能干什么 – 操作系統(tǒng)通常包含哪些組成部分 – 操作系統(tǒng)在過去幾十年里是如何發(fā)展的 – 操作系統(tǒng)為何會這樣發(fā)展 ?操作系統(tǒng)和計算機體系結(jié)構(gòu)緊密相關，相互影響 18 ?大型機系統(tǒng)是最早的計算機系統(tǒng)，用于處理許多商業(yè)和科學應用 ?兩個階段 – 批處理系統(tǒng) – 分時系統(tǒng) 19 ?輸入設備 : 卡片閱讀機 、 磁帶驅(qū)動器 ?輸出設備 : 行式打印機、磁帶驅(qū)動器、卡片穿孔機 ?用戶 不直接與計算機系統(tǒng)交互 ，而是： – 準備好任務 – 提交給計算機 – 最終，任務執(zhí)行完畢，產(chǎn)生輸出 – 整個執(zhí)行過程用戶無法控制 20 穿孔卡片 21 批處理系統(tǒng)的處理過程 22 批處理系統(tǒng) ?操作系統(tǒng)的主要任務是自動從一個作業(yè)切換到下一個作業(yè) ?操作系統(tǒng)始終在內(nèi)存之中 23 批處理系統(tǒng) ?操作員按類似需要將作業(yè)分成批次，并按批或組通過計算機來運行它們 ?CPU和 I/O 設備的速度差異為三個數(shù)量級甚至更多 ?磁盤技術的出現(xiàn)允許操作系統(tǒng)可以將所有作業(yè)放在磁盤上 (不必從卡片閱讀機中按順序讀入 ), 由于可以直接訪問數(shù)個作業(yè)，操作系統(tǒng)能夠進行作業(yè)調(diào)度 24 多道程序系統(tǒng) ?基本思想 : 提高 CPU利用率 – 將多個作業(yè)保存在內(nèi)存中 – 駐留在磁盤中的作業(yè)組成作業(yè)池 ?多道程序設計是操作系統(tǒng)必須為用戶做出決定的第一個例子 25 多道程序系統(tǒng)的優(yōu)缺點 (1) 資源利用率高 (2) 系統(tǒng)吞吐量大 (3)可提高內(nèi)存和 I/O設備利用率 (4)平均周轉(zhuǎn)時間長 (5)無交互能力。 適合大型科學計算、數(shù)據(jù)處理。 26 多道程序設計需要解決的問題 ?作業(yè)調(diào)度－決定將哪些作業(yè)從磁盤調(diào)入內(nèi)存 ?內(nèi)存管理 – 系統(tǒng)必須為多個作業(yè)分配內(nèi)存
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