[工学]计算机操作系统课件

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1、计算机操作系统南京工业大学信息学院计算机系总目录第1章操作系统引论第2章进程管理第3章处理机调度与死锁第4章存储器管理第5章设备管理第6章文件管理第7章操作系统接口2课内上机实验进程的创建线程的创建进程同步进程通信进程调度银行家算法页面置换算法的模拟磁盘I/O命令解释程序【说明】以上9个上机实验，共计22学时(包括2个进阶要求的4学时)，可以选择其中的4次实验(共8学时)作为课内上机实验任务。第1次实验(进程管理)第2次实验(调度与死锁)第4次实验(操作系统接口)第3次实验(存储器管理)(设备管理)(4选1)(2选1)(2选1)3第1章操

2、作系统引论1.1OS的目标和作用1.2OS的发展过程1.3操作系统的基本特征1.4操作系统的主要功能1.5操作系统的结构设计第1章复习题41.1.1OS的目标有效性方便性可扩展性开放性操作系统（OperatingSystem,OS）是计算机硬件上的第一层软件，是计算机必须配置的最基本、最重要的系统软件。1.1OS的目标和作用51．有效性(早期OS的主要目标)有效提高CPU和I/O设备利用率提高的方法：合理地组织计算机的工作流程2．方便性(现在OS越来越重视方便性)可使计算机系统更容易使用(解释之)方便性和有效性是设计OS的两个最重要的目标

3、63．可扩展性计算机硬件和体系结构的发展，对OS提出了更高的功能和性能要求计算机网络，特别是Internet的发展，也对OS提出了一系列更高的要求为什么要有可扩充性？因为：OS为了能适应发展的要求，须具有良好的可扩充性。如何才有可扩充性？应采用新的OS结构，如微内核结构和客户服务器模式。74．开放性为什么要有开放性？计算机网络，特别是LAN的迅速发展，使OS的应用环境由单机转向网络环境。为使不同厂家的计算机和设备能通过网络加以集成化，并能正确、有效地协同工作，实现应用的可移植性和互操作性，必须具有统一的开放环境，进而要求OS具有开放性。什

4、么是开放性？开放性是指系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。8从用户观点看，OS是用户和计算机硬件系统之间的接口从资源管理观点看，OS是计算机系统资源（软、硬）的管理者1.1.2OS的作用1．OS作为用户和计算机硬件系统的接口2．OS作为计算机资源的管理者3．OS实现了对计算机资源的抽象操作系统的作用:91.OS作为用户和计算机硬件系统的接口(用户接口)用户系统调用命令窗口操作系统应用程序计算机硬件图1-1操作系统作为用户接口示意图用户可以通过三种方式使用计算机：命令方式（键盘命令）图标、窗口方式（GUI）系统

5、调用方式（程序接口）操作接口1.1.2OS的作用10计算机系统资源可归结为四类：处理器、存储器、I/O设备、信息（数据和程序）OS的主要功能也正是针对这四类资源进行有效管理：2.OS作为计算机资源的管理者处理机管理：分配和控制处理机存储器管理：主要是内存分配和回收I/O设备管理：I/O设备的分配与操纵文件管理：文件的存取、共享和保护11完全无软件的计算机——裸机。“裸机”难于使用。裸机覆盖了一层I/O设备管理软件如图1-2所示，由它来实现对I/O设备操作的细节，并向上提供一组I/O操作命令，如Read和Write命令，用户可以利用它进行数

6、据输入/输出，而无需关心I/O实现的细节。此时用户所看到的是一台功能显著增强、使用极为方便的的机器，它向上提供了一组抽象的I/O设备，称为扩充机或虚拟机。3.OS实现了对计算机资源的抽象虚拟性是OS的基本特征之一用户用户物理接口硬件物理接口硬件I/O软件I/O操作命令(Read,Write)机器指令虚拟机图1-2I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节第一层软件第二层软件12为了方便用户使用文件系统，又在第一层软件上再覆盖一层用于文件的管理软件，用它来实现对文件操作的细节，并向上提供一组对文件进行存取操作的命令。第二个层次的抽象。又在文件管理

7、软件上再覆盖一层面向用户的窗口软件，用户便可在窗口环境下方便地使用计算机，形成一台功能更强的虚拟机。由此可知，操作系统是铺设在硬件上的多层系统软件，它们不仅增强了系统功能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，由它们实现对计算机硬件的多个层次的抽象。131.1.3推动OS发展的主要动力1．不断提高计算机资源利用率。2．方便用户:继续发展的因素分时系统（或称多用户系统）3．器件的不断更新换代4．计算机体系结构的不断发展最初发展的动力。批处理系统8位机→16位机→32位机→64位机(8位OS→16位OS...)单机系统→多处理机系统：单机OS→多处理

8、机OS计算机网络：网络OS141.2OS的发展过程20世纪50年代中期，第一个简单的批处理系统60年代中期，多道程序批处理系统，随后出现分时系统上世纪80年代开始至21世纪初，微型机、多处理机