【正文】 ?1999年 12月： Windows 2022(Professional, Server, Advanced Server)， 32位 O。 CPU 80386 單用戶多任務(wù)（分時系統(tǒng)）， 16位 /16和 32位混合 /32位 Windows的歷史 MS Windows , Windows 95, Windows NT, Windows 2022 Operating System Page 141 2022/2/14 ?1993年推出了 Windows NT , 是一個全新的 32位多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持 DOS和Windows應(yīng)用程序；成為 Windows家族中功能最強并支持網(wǎng)絡(luò)功能的操作系統(tǒng)。 MS DOS的特點 Operating System Page 140 2022/2/14 ?1990年微軟公司推出的 Windows （ 16位OS， 借鑒 Apple Macintosh給出友好的用戶界面 ） ， 以其易學(xué)易用 、 友好的圖形用戶界面 、 支持多任務(wù)的優(yōu)點 ， 很快占領(lǐng)了市場 。 ? 設(shè)備驅(qū)動程序在系統(tǒng)起動時加載 。其余的內(nèi)存只能通過作為擴展內(nèi)存 (XMS)或擴充內(nèi)存 (EMS)來使用。 ? 不支持虛擬存儲，沒有存儲保護 。不區(qū)分用戶。作業(yè)管理：命令行，批處理程序（ BAT文件），菜單式。 隨著 IBMPC及其兼容機的普及和暢銷 ， MSDOS操作系統(tǒng)也就成了事實上的 16位微機單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)的標準 。已有世界各地的約六十個大學(xué)和研究機構(gòu)在使用 ?加州大學(xué)伯克利分校 NOW集群操作系統(tǒng)， 100臺Ultra SPARCI處理機集群，排名于世界最快的200臺超級計算機之內(nèi) Operating System Page 131 2022/2/14 國內(nèi)操作系統(tǒng)的研制狀況 ?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(lǐng)域成功應(yīng)用 ?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(jié)構(gòu)模型， PCM設(shè)計方法，活躍管程結(jié)構(gòu)模式 Operating System Page 132 2022/2/14 國內(nèi)操作系統(tǒng)的研制狀況 ?GX73多機實時操作系統(tǒng)（ 1978年） 國防科技大學(xué)， 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(wù)；完成了我國第一顆同步地球衛(wèi)星的測控、定軌、控制任務(wù) ?“ 銀河 ” 1 YHOS巨型操作系統(tǒng)（ 1983年）國防科技大學(xué)，用于 YH YH2超級計算機，用于我國的石油勘探、天氣預(yù)報和核物理研究 ?COSIX v （國家八五、九五重點科技攻關(guān)成果，以中軟為首，聯(lián)合國內(nèi) 18個單位共同完成） ?嵌入式操作系統(tǒng) Hopen（女媧計劃） ?Linux類操作系統(tǒng) Operating System Page 133 2022/2/14 本章小結(jié) ?理解并掌握 OS的基本類型及各類型的主要優(yōu)缺點 ?理解并掌握 OS的基本特征 ?理解并掌握 OS的五大功能內(nèi)容 ?理解 OS的作用，在整個計算機系統(tǒng)中的地位，OS的設(shè)計目標是什么？ ?要求：查閱目前流行的 OS，體會一下五大功能的內(nèi)容 ?作業(yè)： OS的五大功能？基本特征？ THE END Operating System Page 135 2022/2/14 常用的操作系統(tǒng) ?MS DOS ?MS Windows , Windows 95, Windows NT, Windows 2022 ?UNIX Operating System Page 136 2022/2/14 1981年 IBM公司首次推出了 IBMPC個人計算機 ， 在微機中采用了微軟公司開發(fā)的 MSDOS操作系統(tǒng) 。 OSKit可用來構(gòu)造新的 OS ?MIT Exokernel,該系統(tǒng)只有一個極小的核。 Windows上的應(yīng)用軟件應(yīng)有盡有，而其他操作系統(tǒng)少一些。同時 Linux也支持多處理器技術(shù)。 Operating System Page 127 2022/2/14 目前常用的操作系統(tǒng) ?可靠的安全、穩(wěn)定性能 ? Linux采取了許多安全技術(shù)措施，其中有對讀、寫進行權(quán)限控制、審計跟蹤、核心授權(quán)等技術(shù)，為安全提供了保障 ?支持多種平臺 ? Linux可以運行在多種硬件平臺上，如具有x8 680x0、 SPARC、 Alpha等處理器的平臺 ? Linux還是一種嵌入式操作系統(tǒng)，可以運行在掌上電腦、機頂盒或游戲機上。 ?豐富的網(wǎng)絡(luò)功能 ? 在 Linux中，用戶可實現(xiàn)網(wǎng)頁瀏覽、文件傳輸、遠程登陸等網(wǎng)絡(luò)工作。來自全世界的無數(shù)程序員參與了 Linux的修改、編寫工作 ?完全兼容 POSIX ? 在 Linux下可運行常見的 DOS、 Windows的程序 Operating System Page 126 2022/2/14 目前常用的操作系統(tǒng) ?多用戶、多任務(wù) ? Linux支持多用戶，各個用戶對于自己的文件設(shè)備有自己特殊的權(quán)利，保證了各用戶之間互不影響。著名的電影 《 泰坦尼克號 》的數(shù)字技術(shù)合成工作就是利用 100多臺 Linux服務(wù)器來完成的。它是在共用許可證 GPL（ General Public License）保護下的自由軟件 ?Linux具有許多 Unix系統(tǒng)的功能和特點，能夠兼容 Unix，但無需支付 Unix高額的費用。 ?易移植：主要代碼用 C語言寫成； ?變種很多，很難標準化。設(shè)備驅(qū)動程序修改后需要重新編譯連接生成內(nèi)核。無文件屬性，可有別名。 ?虛擬存儲： 段頁式 ，有存儲保護。支持 動態(tài)鏈接 。 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： ?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) ?第二，系統(tǒng)源代碼非常有效，系統(tǒng)容易適應(yīng)特殊的需求 ?最后，它是一個良好的、通用的、多用戶、多任務(wù)、分時操作系統(tǒng) Operating System Page 121 2022/2/14 目前常用的操作系統(tǒng) ?UNIX系統(tǒng)的特點 ?字符用戶界面和圖形用戶界面 GUI(X Window)。 ?對稱多處理 有多個處理器共享同一個主存儲器和 I/O設(shè)備，可以執(zhí)行相同的功能。 ? 完善性維護：增加新功能； ?可靠性 ? 正確性：正確實現(xiàn)所要求的功能和性能； ? 穩(wěn)健性：對意外（故障和誤操作）作出適當(dāng)?shù)奶幚恚? ?可理解性：易于理解，以方便測試、維護和交流； ?性能：有效地使用系統(tǒng)資源；盡可能快地響應(yīng)用戶請求； Operating System Page 116 2022/2/14 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特點 ?微內(nèi)核結(jié)構(gòu) 只給內(nèi)核分配最基本的功能，可簡化實現(xiàn)，提供靈活性 ?多線程 把執(zhí)行一個應(yīng)用程序的進程劃分成可以同時運行的多個線程。 當(dāng)有一用戶進程(現(xiàn)在稱為客戶進程 )要求讀文件的一個盤塊時，該進程便向文件服務(wù)器 (進程 )發(fā)出一個請求 ?內(nèi)核來接收客戶的請求，再將該請求送至相應(yīng)的服務(wù)器；同時它也接收服務(wù)器的應(yīng)答， 并將此應(yīng)答回送給請求客戶；內(nèi)核還有與硬件直接相關(guān)的一些功能 客戶進程客戶進程進程服務(wù)器終端服務(wù)器?文件服務(wù)器存儲器服務(wù)器用戶方式核心方式回答核心請求Operating System Page 113 2022/2/14 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計技術(shù) (ObjectOrientated Programming) ?對象 ? 是指在現(xiàn)實世界中具有相同屬性、服從相同規(guī)則的一系列事物的抽象，而把其中的具體事物稱為對象的實例 ? OS中的各類實體如進程、線程、消息、存儲器等，都使用了對象這一概念 過程 3 過程 2 過程 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 一個對象的示意圖 Operating System Page 114 2022/2/14 面向?qū)ο蠹夹g(shù)的優(yōu)點 ?可修改性和可擴充性 ? 由于隱蔽了表示實體的數(shù)據(jù)和操作，因而可以改變對象的表示而不會影響其它部分， 從而可以方便地改變老的對象和增加新的對象 ?繼承性 ? 繼承性是面向?qū)ο蠹夹g(shù)所具有的重要特性。用戶可用鼠標或通過菜單和對話框，來完成對應(yīng)用程序和文件的操作 Operating System Page 101 2022/2/14 第一章 操作系統(tǒng)引論 ?操作系統(tǒng)的目標和作用 ?操作系統(tǒng)的發(fā)展過程 ?操作系統(tǒng)的基本特征 ?操作系統(tǒng)的主要功能 ?操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 Operating System Page 102 2022/2/14 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ?軟件工程的基本概念 ?傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ?微內(nèi)核 OS結(jié)構(gòu) Operating System Page 103 2022/2/14 軟件工程的基本概念 ?軟件 ? 是指當(dāng)計算機運行時，能提供所要求的功能和性能的指令和程序的集合，以及該程序能夠正確地處理信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 規(guī)范的軟件還應(yīng)具有描述程序功能需求以及程序如何操作使用的文檔 ?軟件工程 ? 是指運用 系統(tǒng)的、規(guī)范的和可定量的方法 ，來開發(fā)、運行和維護軟件 ? 目的是為了解決在軟件開發(fā)中所出現(xiàn)的編程隨意、軟件質(zhì)量不可保證以及維護困難等問題 Operating System Page 104 2022/2/14 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ?軟件工程的基本概念 ?傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ?微內(nèi)核 OS結(jié)構(gòu) Operating System Page 105 2022/2/14 傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ?無結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng) ?設(shè)計者只是把他的注意力放在功能的實現(xiàn)和獲得高的效率上，缺乏首尾一致的設(shè)計思想 ?此時的 OS是為數(shù)眾多的一組過程的集合，各過程之間可以相互調(diào)用，在操作系統(tǒng)內(nèi)部不存在任何結(jié)構(gòu) ?缺點 ? 操作系統(tǒng)既龐大又雜亂，缺乏清晰的程序結(jié)構(gòu)，調(diào)試困難 ? 程序難以閱讀和理解，增加了維護人員的負擔(dān) Operating System Page 106 2022/2/14 傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) — 續(xù) ?模塊化 OS結(jié)構(gòu) ?模塊由眾多服務(wù)過程（模塊接口）組成，可以隨意調(diào)用其他模塊中的服務(wù)過程 ?優(yōu)點 ? 具有一定靈活性，在運行中的高效率 ?缺點 ? 功能劃分和模塊接口難保正確和合理 ? 模塊之間的依賴關(guān)系（功能調(diào)用關(guān)系）復(fù)雜（調(diào)用深度和方向），降低了模塊之間的相對獨立性－－不利于修改 Operating System Page 107 2022/2/14 傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) — 續(xù) 進程控制 ? 進程調(diào)度 內(nèi)存分配 內(nèi)存保護 磁盤管理 目錄管理進程管理 存儲器管理 文件管理操作系統(tǒng)模塊子模塊 模塊化操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) Operating System Page 108 2022/2/14 傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) — 續(xù) ?分層式 OS結(jié)構(gòu) ? 有序分層的概念 ? 基本原則是 ? 每一層都僅使用其底層所提供的功能和服務(wù)，這樣可使系統(tǒng)的調(diào)試和驗證都變得容易 ? 層次的設(shè)置 ? 程序嵌套 ? 運行頻率 ? 公用模塊 ? 用戶接口 裸機 A1 A2 An Operating System Page 109 2022/2/14 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ?軟件工程的基本概念 ?傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ?微內(nèi)核 OS結(jié)構(gòu) Operating System Page 110 2022/2/14 微內(nèi)核 (MicroKernel)OS結(jié)構(gòu) ?把操作系統(tǒng)分成若干分別完成一組特定功能的服務(wù)進程，等待客戶提出請求；而系統(tǒng)內(nèi)核 只實現(xiàn)操作系統(tǒng)的 基本功能 (如：虛擬存儲、消息傳遞 ) ?微內(nèi)核 (MicroKernel) ?將更多操作系統(tǒng)功能放在核心之外，作為獨立的服務(wù)進程運行； ?服務(wù)進程，如進程服務(wù)器、存儲管理服務(wù)器、文件服務(wù)器 ?客戶進程（系統(tǒng)客戶和應(yīng)用客戶）－－需支持多進程 Operating System Page 111 2022/2/14 微內(nèi)核的基本功能 ?微內(nèi)核所提供的功能，通常都是一些最基本的功能，如進程管理、存儲器管理、進程間通信、 低級 I/O功能 ?進程管理 ?存儲器管理 ?進程通信管理 ?I/O設(shè)備管理 Operating System Page 112 2022/2/14 客戶 /服務(wù)器模式 (ClientServer Model) ?為了提高 OS的靈活性和可擴充性而將 OS劃分為兩部分， 一部分是用于 提供各種服務(wù)的一組服務(wù)器 (進程 )。批處理作業(yè)的 用戶不能