【精品】1-操作系统概论

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1、操作系统r第一部分原理篇陆松年snlu@sjtu.edu.cn课件ftp地址：public.sjtu.edu.cn用户名：snlu口令：public操作系统网站：http://ee.sjtu.edu.cn:8080/os/是韓隈翩覆耐脏’操作系统——近半个世纪来操作系统这门软件科学吸引了世界上一大群最热情、最有智慧的杰出人材，集中了人类现代创造性思维痞动的wfeo会賀輕冷sa蛊览能够有机会走逬操作系统这个神奇、复杂而又充满诱惑的大千世界，理解其中由基本概念、结构和奥妙曲管理机制是一件十分幸运的事。第一章操作

2、系统概论1.1什么是操作系统■商人眼光中的操作系统■一般学生误解的操作系统■计算机科学界定义的操作系统■通常把操作系统定义为用以控制和管理计算机系统资源，方便用户使用的程序和数据结构的集合。■在所有的系统软件中，操作系统是一种首要的、最基本、最重要的系统程序，也是最庞大、最复杂的系统软件。1.系统观点一计算机资源管理■计算机是系统的控制中心，是系统的大脑。CPU是计算机硬件的核心，是计算机系统的心脏；操作系统则是计算机软件的核心，是计算机系统的大脑，从而操作系统是整个系统的控制中心，是计算机或智能控制管理系

3、统中首要的、最重要的、最复杂的系统软件。■操作系统的作用类似于城市交通的决策、指挥、控制和调度中心，它组织和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，在用户和程序之间分配系统资源，使之协调一致地.高效地完成各种复杂的任务。1.用户观点一用户使用计算机的界面F户几乎不可能使用裸机。如果在裸机之上覆盖一层I/O设备管理软件，就能使用户较方便地使用外部设备;如果在其上再覆盖一层文件管理软件，用户就很容易存取系统文件和用户文件；每覆盖一层新的软件，就构造了一台功能更强的虚拟机器。通过OS,计算机能提供种类更多，质量更高的

4、服务。■(1)命令方式：通过键盘输入有关命令。以批处理的方式连续运行命令。■(2)系统调用:调用操作系统向用户提供的服务程序。(3)图形界面：用户可以在窗口环境中通过鼠标、按UJ键、菜单和对话框等方式操纵计算机，这是现代操作系统向多媒体转化的标志之一。2.软件观点一程序和数据结构的集合■操作系统是直接与硬件相邻的第一层软件，它是由大量极其复杂的系统程序和众多的数据结构集成的。在计算机中的所有软件中，它起到了核心和控制的作用，其他软件的运行都要依赖它的支持。操作系统是在系统中永久运行的超级程序。对用户一一接待

5、员，对系统一一管家婆学习操作系统的目的]-需要是人类一切活动的动力的源泉右亍专门的用途，科研人员不得不设计自己的操作系统，如特定的监视控制系统。■需要对现有的系统进行改造，如嵌入式Linux系统。■用户为了完成特殊的软件设计任务，必须与操作系统内核作深层次的交互。是学习和提咼编制大型系统控制、处理程序能力的必经之路。■操作系统中的很多概念、管理思想和技巧可以用到各彳丁各业中O■做好工作、找好工作的需要。■操作系统不仅是一门科学，还充满了艺术的魅力。1-2操作系统的发展历史TT72・1早期的计算机和人工操作方

6、式在早期的计算机系统中，每一次独立的运行都需要很多的人工干预，操作过程繁琐，占用机时多，也很容易产生错误。在一个程序的运行过程中，要独占系统的全部硬件资源,设备利用率很低。122脱机输入/输出和批处理系统1・脱机输入输出厂需要人工干预的由慢速设备读入程序和数据及由慢速输出设备打印结果的过程往往占用了用户使用计算机的大部分時向。■使用磁带作为输入/输出的中介，这种具体的输入/输出不需要在主计算机上进行的方式称“脱机输入/输出”2•批处理系统；基本思想是操作员取来一批作业，将它们输入到磁带中，操作系统先从磁带上

7、将第一个作业读进内存，启动它运行，并将运行结果输出到另一条磁带上；当第一个程序运行完毕，操作系统能自动地从输入磁带上读进下一个作业，并予以运行和输出，如此直到整批作业全部处理完毕。■批处理系统解决了高速计算机的运算、处理能力与人工干预之间的速度矛盾，实现了作业自动过渡。1.2.3缓冲、中断和DMA技术rr缓冲技术■2.中断技术■3.DMA技术——一旦收到了DMA发来的中断请求后，处理机在设置了缓冲区、指针和计数器后，DMA就可以不需要CPU干预，在内存和设备之间传送整块数据。这样，通过DMA每传送一个数据块

8、仅需要一次中断处理，而不是像低速设备那样每传送一个数据都需要一次中断处理。1.2.4SPOOLING■当作业要将输出送至打印机时，该输出实际上是通过系统缓冲区写到磁盘中，在该作业运行结束后，才由操作系统自动打印存储在磁盘中的输出结果。■这种由操作系统将磁盘模拟为输入/输出设备的处理方式称为SPOOLING■以磁盘为几乎无限巨大的缓冲区来解决低速的I/0设备与高速的CPU之间的速度匹配问题。1.2.5多道程序设计■