【文章內容簡介】 和以太網(wǎng)等構造集群。已有世界各地的約六十個大學和研究機構在使用Date 計算機操作系統(tǒng)國內操作系統(tǒng)的研制狀況167。 60年代末至 70年代初 . 楊芙清院士主持 我國第一臺百萬次集成電路計算機（ 150）操作系統(tǒng) ,支持多道程序運行，在石油勘探領域成功應用167。 70年代中后期 . 楊芙清院士主持 我國第一個全部用高級語言書寫的 DJS240機操作系統(tǒng) DJS200/XT2 層次管程結構模型， PCM設計方法，活躍管程結構模式167。 GX73多機實時操作系統(tǒng)（ 1978年） 國防科技大學， 1980年裝在 “ 遠望 ” I 號航天測量船上，完成了向太平洋發(fā)射運載火箭、潛水艇水下發(fā)射的測控任務；完成了我國第一顆同步地球衛(wèi)星的測控、定軌、控制任務167。 “ 銀河 ” III 巨型計算機167。 COSIX v 微內核結構，安全級別超過 B1， 中文界面167。 嵌入式操作系統(tǒng) Hopen（ 女媧計劃）167。 Linux類操作系統(tǒng) Date 計算機操作系統(tǒng)國內操作系統(tǒng)的研制狀況167。 龍芯研究167。 2022年 12月 27日，高性能計算機 (HPC)“KD50I”在中國科技大學問世，徹底結束了中國 HPC的 “空芯時代 ”。 Date 計算機操作系統(tǒng)思考和回顧167。 個人計算機的興起，結束了 IBM的霸主地位167。 Inter普及， Linux的成功，極大地推動了當代操作系統(tǒng)的研究發(fā)展活動167。 據(jù)不完全統(tǒng)計，當前在 Inter上，有超過 100個操作系統(tǒng)的項目在 14個國家中進行著167。 一批批的程序設計員們自愿通過互聯(lián)網(wǎng)組織成為研究小組，從事著各類操作系統(tǒng)的研究開發(fā)工作? 在一些影響全球的操作系統(tǒng)的誕生和發(fā)展過程中，大師們設計那些知名操作系統(tǒng)的初始動機真是各不相同的? 一個操作系統(tǒng)成功的緣由，似乎也在于某種機遇，往往是有心裁花花不開，無心插柳柳成行? 未來操作系統(tǒng)的發(fā)展是否還會是這個模式 ?? 在 Inter時代，新概念、新思想、新原理和新技術層出不窮? 誰又能預測，未來會有什么樣的新型操作系統(tǒng)在國際互聯(lián)網(wǎng)上問世呢 ?Date 計算機操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)的特征和性能操作系統(tǒng)的特征和性能一、操作系統(tǒng)的四個基本特征一、操作系統(tǒng)的四個基本特征并發(fā)性（ Concurrent） 并發(fā)與并行的區(qū)別共享性（ Sharing） 互斥共享，同時訪問（宏觀）虛擬性（ Virtual）異步性（ Asynchronism） 進程異步方式運行：執(zhí)行 停止 執(zhí)行隨機性（ Randomicity）隨時響應不可預測的事件* 計算機操作系統(tǒng)系統(tǒng)效率 主要體現(xiàn)在三個方面：資源利用率、 平均周轉時間 響應時間系統(tǒng)的可靠性和安全性系統(tǒng)的可維護性方便性 over二、操作系統(tǒng)的性能二、操作系統(tǒng)的性能* 計算機操作系統(tǒng) UNIX操作系統(tǒng)的特征操作系統(tǒng)的特征開放性 遵循國際標準規(guī)范，可方便實現(xiàn)互連。多用戶、多任務 允許每個用戶同時執(zhí)行多個任務，允許多個用戶同時使用同一臺機器。功能強大、實現(xiàn)高效豐富的網(wǎng)絡功能支持多處理器功能移植性好* 計算機操作系統(tǒng)UNIX167。 UNIX是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的代表。 Unix運行時的安全性、可靠性以及強大的計算能力贏得廣大用戶的信賴促使 UNIX系統(tǒng)成功的因素： 167。 首先，由于 UNIX是用 C語言編寫，因此它是可移植的，UNIX 是世界上唯一能在筆記本計算機、 PC機、工作站直至巨型機上運行的操作系統(tǒng)167。 第二，系統(tǒng)源代碼非常有效，系統(tǒng)容易適應特殊的需求167。 最后，也是最重要的一點，它是一個良好的、通用的、多用戶、多任務、分時操作系統(tǒng)Date 計算機操作系統(tǒng) NT 簡介簡介 Windows NT 是 Microsoft公司 于 1989年初確定 設計目標 ，并于 1993年 推出的 32位操作系統(tǒng)，除少數(shù)部分用匯編語言編寫外，主要用 C和C++編寫。它具有工作站和小型機上的操作系統(tǒng)所具有的強大功能，系統(tǒng)推出時，在世界上所引起的轟動效應，在操作系統(tǒng)歷史上實屬罕見。 Windows NT 的成功主要概括為的成功主要概括為 2點：點： 采用了操作系統(tǒng)的最新技術； 提供了操作系統(tǒng)的幾乎所有功能；* 計算機操作系統(tǒng)Windows NT 的設計目標的設計目標可擴充性、可擴充性 (Expansibility) 即使增加新的項目，也不改變原系統(tǒng)的結構?？梢浦残?、可移植性 (Portability) 一個軟件從一臺機器轉到其它機器上的能力?？煽啃?、可靠性 (Reliability) 一般用平均故障間隔來度量。兼容性、兼容性 (Compatibility) 程序可以用于多種系統(tǒng)的性能。高的系統(tǒng)性能、高的系統(tǒng)性能 (High System Performance) 良好的響應時間。* 計算機操作系統(tǒng)硬件抽象層登錄進程 OS/2客戶 Win32 客戶 POSIX客戶OS/2子系統(tǒng)Win32 子系統(tǒng)POSIX子系統(tǒng)安全子系統(tǒng)系統(tǒng)服務窗口管理圖形設備驅動程序對象管理程序安全調用監(jiān)視程序本地過程調用功能進程管理程序虛擬內存管理程序內核I/O管理程序文件系統(tǒng)緩沖存儲管理程序設備驅動程序網(wǎng)絡驅動程序用戶態(tài)核心態(tài)Date 計算機操作系統(tǒng)WINDOWS NT 采用的最新技術采用的最新技術支持多操作系統(tǒng)運行環(huán)境 (MSDOS, OS/2, POSIX, LAN MANAGER,16位 WINDOWS)， 稱為 “操作系統(tǒng)之母 ”；深受歡迎的圖形用戶界面技術；具有對稱多處理能力； 內裝網(wǎng)絡 功能；采用面向對象 (ObjectOriented)的軟件開發(fā)技術；傳統(tǒng)采用基于功能分解的技術。* 計算機操作系統(tǒng)POSIX標準標準(Portable OS Interface for UNIX) 1986年，美國 IEEE（ 電氣和電子工程師學會， Institute for Electrical and Electronic Engineers ） 與 UNIX協(xié)會協(xié)同成立了一個標準化委員會，制定了一個可移植的操作系統(tǒng)規(guī)范，稱為 POSIX。使得按 POSIX標準開發(fā)的軟件可以不加修改的用于不同來源的POSIX系統(tǒng)。* 計算機操作系統(tǒng)WINDOWS NT 提供的功能提供的功能多任務能力；多處理系統(tǒng)；虛擬資源管理（ Virtual Memory Manager）；一體化的 I/O系統(tǒng)；網(wǎng)絡通信功能；* 計算機操作系統(tǒng)內裝網(wǎng)絡功能內裝網(wǎng)絡功能 Windows NT 將網(wǎng)絡功能作在操作系統(tǒng)之中，作為操作系統(tǒng) I/O的一部分。 NT的I/O子系統(tǒng)包含 5個部分： I/O管理程序； 文件系統(tǒng)； 緩沖管理系統(tǒng)； 設備驅動程序； 網(wǎng)絡驅動程序；內裝網(wǎng)絡的工作原理* 計算機操作系統(tǒng)內裝網(wǎng)絡的工作原理內裝網(wǎng)絡的工作原理用戶態(tài)軟件調用本機 I/O服務子程序發(fā)出 I/O請求；例發(fā)寫盤請求（調用 API） I/O管理程序為其創(chuàng)建一個 I/O請求包 IRP（Interrupt Request Package） ,并將請求傳給文件系統(tǒng)驅動程序之一 重定向程序；重定向將請求包提交給傳輸驅動程序，由其處理并放入網(wǎng)絡中；請求到達目的地，傳輸驅動程序接收并復制到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，調用文件系統(tǒng)驅動程序，發(fā) I/O寫盤命令。（ 圖例 ）* 計算機操作系統(tǒng)圖例圖例I/O請求創(chuàng)建IRPI/O重定向接收緩沖 I/O用戶作業(yè) 文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)本地 異地入網(wǎng)* 計算機操作系統(tǒng)PROBLEMS1 通常將處理機的狀態(tài)分為 ______、 _______；相應地將處理機執(zhí)行的指令分為 ____， ____。 操作系統(tǒng)的設置目標有哪些？ Unix操作系統(tǒng)內核采用匯編語言（約占 10%)及 C語言 (約占 90%)編寫，你認為這會給系統(tǒng)帶來哪些好處？根據(jù)體系結構發(fā)展，操作系統(tǒng)分為哪四種？分時系統(tǒng)的四個特征是 ...?多機系統(tǒng)的 3個優(yōu)點有 ...?作業(yè)周轉時間是指作業(yè)需要的運行時間。在單處理機系統(tǒng)中，多個進程并行執(zhí)行是指它們同時處于進程的 “ 運行狀態(tài) ” 。人工操作方式使用計算機的兩個特點是（ ）和（ ）。* 計算機操作系統(tǒng)第二章第二章 進程進程 前趨圖和程序執(zhí)行前趨圖和程序執(zhí)行 進程的描述進程的描述 進程控制進程控制 線程的基本概念線程的基本概念 PROBLEMS2Date 計算機操作系統(tǒng) 程序順序執(zhí)行及特征程序順序執(zhí)行及特征I1 C1 P2C2I2P13個特征：個特征：順序性封閉性可再現(xiàn)性Date 計算機操作系統(tǒng) 前趨圖前趨圖 (Procedence Graph) 由多個結點構成的有向無循環(huán)圖，稱為 前趨圖前趨圖。 用于描述程序中操作間的關系。圖中每個結點可以表示一條語句、一個程序段或進程。前趨關系（前趨關系（ Procedence Relation）） /偏序：偏序： 若兩個結點 Pi、 Pj， 僅當 Pi操作完成后，才能執(zhí)行 Pj結點的操作，稱 Pi， Pj之間存在前趨關系。表示為： Pi Pj。 前趨關系 “ ” 用集合表示為： ={（ Pi， Pj） |僅當 Pi完成，才能執(zhí)行 Pj}* 計算機操作系統(tǒng)前趨圖圖例前趨圖圖例直接前趨；直接后繼；初始結點；終止結點直接前趨；直接后繼；初始結點；終止結點；；P1P3 P4P2={(P1,P2), (P1,P3), (P2,P3), (P2,P4), (P3,P4)}* 計算機操作系統(tǒng) 程序并發(fā)執(zhí)行及特征程序并發(fā)執(zhí)行及特征考慮各種并發(fā)性的程序設計方法稱為考慮各種并發(fā)性的程序設計方法稱為 并發(fā)程序并發(fā)程序設計設計 。并發(fā)表示：并發(fā)表示： Parbegin S1。S2。...。Sn。 Parend。說明：說明： Parbegin/Parend可以嵌套； Si可為任何簡單句、復合句和并發(fā)語句。編譯時，編譯程序為其設置一個進程。Date 計算機操作系統(tǒng)例例 :表達式表達式 (a+b)*(c+d)e/f設： P1=a+b， P2=c+d, P3=e/f, P4=P1*P2, P5=P4P3P1P2P3P4 P5Begin parbegin begin parbegin P1。P2 parend P4。 end。 P3。 parend P5。end。* 計算機操作系統(tǒng)程序并發(fā)執(zhí)行特征程序并發(fā)執(zhí)行特征間斷性、間斷性、 失去封閉性、不可再現(xiàn)性。失去封閉性、不可再現(xiàn)性。例如：例如： 2個進程分別對一個共享變量個進程分別對一個共享變量 account執(zhí)行加執(zhí)行加100和和 200的操作。的操作。 設按下列執(zhí)行順序，設按下列執(zhí)行順序， 則則 account的的結果為多少呢？結果為多少呢？P1 M=account。 M=M+100。 account=M。P2 N=account。 N=N+200。 account=N。* 計算機操作系統(tǒng) 程序并發(fā)執(zhí)行的程序并發(fā)執(zhí)行的 Bernstein條件條件 1966年， Bernstein提出兩個進程 Pi， Pj并發(fā)執(zhí)行且保持可再現(xiàn)性的條件： R(Pi) ∩ W(Pj ) ∪ R(Pj) ∩ W(Pi) ∪ W(Pi) ∩ W(Pj )= {} 其中： R(Pi)={a1,...am} 進程 Pi執(zhí)行其間所需參考的所有變量的集合 —— 讀集讀集 W(Pi)={b1,... bn} 進程 Pi執(zhí)行其間所要改變的所有變量的集合