【正文】 計算機操作系統(tǒng)WhatText1Text2 Text3Text4TextText3學(xué)習(xí)什么不是 理解操作系統(tǒng)如何工作OS的工作方式OS內(nèi)部算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 OS 過程中的問題、解決方案和折中權(quán)衡操作系統(tǒng)中的典型技術(shù)和應(yīng)用 而是如何使用操作系統(tǒng)引 言? 課程特點： 概念多、原理性強、較抽象? 課程學(xué)習(xí)目的： 基礎(chǔ)核心課，有利于對計算機系統(tǒng)的理解和軟件開發(fā)? 課程學(xué)習(xí)方法： 以問題驅(qū)動學(xué)習(xí)、理論聯(lián)系實際? 課程學(xué)習(xí)難點： 概念、原理、算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)? 授課教師： 熊曉蕓? Email： 教材及參考書教材：計算機操作系統(tǒng)，湯小丹等 西安電子科技大學(xué)出版社參考書：計算機操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)與題解，湯子瀛主審 梁紅兵等編著，西安電子科技大學(xué)出版社操作系統(tǒng)教程與實驗，胡明慶、高巍、鐘梅，清華大學(xué)出版社， 1版計算機操作系統(tǒng)，何炎祥、李飛、李寧，清華大學(xué)出版社，2022年第 1版 Operating System Concepts， Seventh Edition. Silberschatz, Galvin, Gagne, John wiley amp。 Sons. Inc. 2022課程內(nèi)容安排本門課程總計 64個學(xué)時，另外安排了二周的課程設(shè)計 章 節(jié) 課堂授課 習(xí)題課 實驗課第一章 操作系統(tǒng)引論 4 4第二章 進程管理 10 4第三章 處理機調(diào)度與死鎖 10 2第四章 存儲器管理 10 2第五章 設(shè)備管理 10第六章 文件管理 6第七章 操作系統(tǒng)接口 2 合 計 52 4 8第一章 操作系統(tǒng)引論第一章 操作系統(tǒng)引論 本章要點（ 1/3）? 目的： 建立 OS的基本概念，切實掌握 OS的一些基本概念。? 操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用– 目標(biāo)：? 方便性、有效性、可擴充性、開放性– 作用：? 接口? 資源管理者? 實現(xiàn)了對資源的抽象? 是計算機工作流程的組織者第一章 操作系統(tǒng)引論 本章要點（ 2/3）? 操作系統(tǒng)的引入和發(fā)展： 由簡單到復(fù)雜，由低級到高級。– 從早期無 操作系統(tǒng) ? 人機矛盾； CPUI/O設(shè)備速度不匹配的矛盾。– 單道批處理系統(tǒng)– 多道批處理系統(tǒng)– 分時系統(tǒng)– 實時系統(tǒng)– 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng) 第一章 操作系統(tǒng)引論 本章要點（ 3/3）? 操作系統(tǒng)的基本特征和功能：– 四大特征： 并發(fā)、共享、虛擬、異步性– 五大功能： 處理機管理、存儲器管理、設(shè)備管理、文件管理、提供用戶接口? 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計：– 分層式結(jié)構(gòu)– 分層的原則– 客戶 /服務(wù)器技術(shù)– 面向?qū)ο蠹夹g(shù)– 微內(nèi)核結(jié)構(gòu)第一章 操作系統(tǒng)引論 本章內(nèi)容第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的主要功能 操作系統(tǒng)的基本特性 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程 操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用 操作系統(tǒng)是什么？? 操作系統(tǒng)是管理計算機硬件的軟件。? 它也為應(yīng)用程序提供一個基礎(chǔ)，在計算機用戶與計算機硬件之間扮演一個中間者的角色。 操作系統(tǒng)的目標(biāo)第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的目標(biāo)：? 對于不同的計算機系統(tǒng)，操作系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)會有差異。– 大型 /小型 計算機– 微型計算機– 手持機（ PDA）? 通常在計算機硬件上配置的 OS，其目標(biāo)有以下幾點：– 有效性? 提高系統(tǒng)資源的利用率? 提高系統(tǒng)的吞吐量– 方便性– 可擴充性 – 開放性第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的作用第一章 操作系統(tǒng)引論 ? 用戶觀點： OS是用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口。? 資源管理觀點： OS是計算機系統(tǒng)資源的管理者? 虛擬機觀點： OS實現(xiàn)了對計算機資源的抽象，隱藏了對硬件操作的細(xì)節(jié)。用戶觀點? 操作系統(tǒng)從用戶的觀點來看，是給用戶提供了一個工作環(huán)境? 操作系統(tǒng)提供的接口：– 命令方式（ CLI，命令行接口 ）– 系統(tǒng)調(diào)用方式（也稱為應(yīng)用編程接口， Application Programming Interface，簡稱 API）– 圖形、窗口方式（ GUI，圖形用戶接口 ）第一章 操作系統(tǒng)引論 圖 11 OS作為接口的示意圖 資源管理觀點? 操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中各類資源的管理者，它負(fù)責(zé)分配、回收以及控制系統(tǒng)中的各種軟硬件資源。– 處理器– 存儲器– I/O設(shè)備– 信息（數(shù)據(jù)和程序）? 跟蹤資源的使用狀況，滿足資源請求，提高資源利用率，以及協(xié)調(diào)各程序和用戶對資源的使用沖突– 監(jiān)視資源– 分配 /回收資源– 保護資源第一章 操作系統(tǒng)引論 虛擬機觀點? OS向用戶提供了一個對硬件操作的抽象模型，使用戶更容易地使用計算機硬件資源， — 實現(xiàn)了對計算機硬件操作的第一個層次的抽象。第一章 操作系統(tǒng)引論 虛擬機觀點? OS為用戶提供了用于文件的管理軟件，用于實現(xiàn)對文件操作的細(xì)節(jié)，并向上提供一組對文件進行存取操作的命令， — 實現(xiàn)了對計算機硬件操作的第二個層次的抽象? OS為用戶提供了許多比計算機硬件功能更強、使用更方便的功能。第一章 操作系統(tǒng)引論 機器指令物理接口硬件用戶I/O操作命令（ Read, Write）用戶物理接口硬件I/O軟件虛擬機圖 12 I/O軟件隱藏了 I/O操作實現(xiàn)的細(xì)節(jié) 操作系統(tǒng)定義? 操作系統(tǒng) 是計算機系統(tǒng)中的一個 系統(tǒng)軟件，管理和控制 計算機系統(tǒng)中硬件和軟件資源，合理地 組織 計算機的工作流程，以便有效利用這些資源為用戶提供一個功能強、使用方便的 工作環(huán)境 ，從而在計算機與用戶之間起到 接口 的作用。第一章 操作系統(tǒng)引論 推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力第一章 操作系統(tǒng)引論 ? 不斷提高計算機資源利用率? 方便用戶? 器件的不斷更新?lián)Q代? 計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展： 單處理機系統(tǒng)、多處理機系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò) ? 更正軟件錯誤 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程第一章 操作系統(tǒng)引論 操作系統(tǒng)的簡歷? 50年代中期，第一個簡單批處理操作系統(tǒng)? 60年代中期，多道程序批處理系統(tǒng)? 不久，分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)? 80年代，微機、多處理機及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)第一章 操作系統(tǒng)引論 無操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)第一章 操作系統(tǒng)引論 巴貝奇（ Babbage）機械式計算機（ 1822— ）? 問題：計算數(shù)值表? 雖然未能實現(xiàn)，但它是首個現(xiàn)代架構(gòu)– 獨立的數(shù)據(jù)與程序內(nèi)存；– 基于操作的指令– 支持條件跳轉(zhuǎn)–