计算机操作系统原理讲义 chp1

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1、计算机操作系统原理课程参考书1.[张]张尧学，史美林，计算机操作系统教程，清华大学出版社，1993年9月2.[Stallings98]WilliamStallings,OperatingSystems(3rdedition),清华大学出版社,1998年6月3.[屠]屠立德，屠祁，操作系统基础（第二版），清华大学出版社，1995年9月4.[solomon]DavidA.Solomon,WindowsNT技术内幕，清华大学出版社，1999年7月，5.[Vahalia]UreshVahalia,UNIX高级教程—

2、系统技术内幕，清华大学出版社，1999年5月；课程要求作业：10%上机实验：10%考试：70%课程报告：10%第一章绪论1.1什么是操作系统1.1.1操作系统的地位和目标操作系统operatingsystem(OS)计算机系统(层次结构)软件硬件及固件（裸机）应用软件系统软件编辑软件，编译软件操作系统图1.1计算机系统的组成操作系统在计算机系统中的地位操作系统的地位：紧贴系统硬件之上，所有其他软件之下（是其他软件的共同环境）引入操作系统的目标：¨有效性（系统管理人员的观点）：管理和分配硬件、软件资源，合理地

3、组织计算机的工作流程¨方便性（用户的观点）：提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系统的类型和数量差别¨可扩充性（开放的观点）：硬件的类型和规模、操作系统本身的功能和管理策略、多个系统之间的资源共享和互操作1.1.2操作系统的作用和组成操作系统的作用：几种观点(1)OS是计算机硬件、软件资源的管理者。管理对象包括：CPU、存储器、外部设备、信息（数据和软件）；管理的内容：资源的当前状态（数量和使用情况）、资源的分配、回收和访问操作，相应管理策略（包括用户权限）。(2)OS是用户使用系统硬件、软件的接口。通常包

4、括两种方式：16系统命令（命令行、菜单式、命令脚本式、图形用户接口GUI）；系统调用（形式上类似于过程调用，在应用编程中使用）。(1)OS是扩展机(extendedmachine)/虚拟机(virtualmachine)。在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理（针对内存和外存）、处理机管理（针对CPU）；另外，为合理组织工作流程：作业管理、进程管理。操作系统的组成(1)管理模块：针对不同管理对象的程序模块（通常称为操作系统核心）(2)用户接口：如外壳(shell)、窗口系统¨在shell中，通过运行其他

5、程序来完成各种功能操作系统的非形式化定义（关键点）：系统软件，程序模块的集合，资源管理和用户接口功能1.1.3操作系统举例仅仅是列举，不作详述¨MSOS:MSDOS,MSWindows3.x,Windows95,WindowsNT¨UNIX:BSD,SRV4,OSF1,Solaris,Linux¨NovellNetware1.2操作系统的发展历史操作系统发展过程中主要讨论操作系统的外部特征。1.2.1推动操作系统发展的主要动力“需求推动发展”(1)提高资源的利用率和系统性能：计算机发展的初期，计算机系统昂贵

6、，用作集中计算(2)方便用户：用户上机、调试程序，分散计算时的事务处理和非专业用户（商业和办公、家庭）(3)器件的发展：CPU的位宽度（指令和数据）、快速外存1.2.2手工操作1946~50年代（电子管），集中计算（计算中心），计算机资源昂贵；工作方式²用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员；²编程语言：为机器语言；²输入输出：纸带或卡片；计算机的工作特点1)用户独占全机：不出现资源被其他用户占用，资源利用率低；2)CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工卸取纸带或卡片；

7、CPU利用率低；主要矛盾1)计算机处理能力的提高，手工操作的低效率（造成浪费）；2)用户独占全机的所有资源；提高效率的途径专门的操作员，批处理161.2.3单道批处理系统(simplebatchprocessing)50年代末~60年代中（晶体管）：利用磁带把若干个作业分类编成作业执行序列，每个批作业由一个专门的监督程序（Monitor）自动依次处理。可使用汇编语言开发。批处理中的作业的组成：包括用户程序、数据和作业说明书（作业控制语言）“批”：供一次加载的磁带或磁盘，通常由若干个作业组装成，在处理中使用一

8、组相同的系统软件（系统带）两种批处理方式(1)联机批处理慢速的输入输出处理仍直接由主机来完成；²用户提交作业：以纸带或卡片为介质；²操作员合成批作业：结果为磁带介质；²批作业处理：对批作业中的每个作业进行相同的处理：从磁带读入用户作业和编译链接程序，编译链接用户作业，生成可执行程序；启动执行；执行结果输出。这时的问题：输入输出时，CPU处于等待状态。(2)脱机批处理（缓冲技术的一种）利用卫星机完成输入输出功能。主