操作系统原理PrinciplesofOperatingSystem000002.pptx

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1、&教材教材操作系统原理操作系统原理 庞丽萍庞丽萍 华中理工大学出版社华中理工大学出版社&参考教材参考教材现代操作系统现代操作系统 陈向群等译陈向群等译 机械工业出版社机械工业出版社WindowsWindows操作系统原理操作系统原理 机械工业出版社机械工业出版社操作系统教程操作系统教程 王素华王素华 人民邮电出版社人民邮电出版社计算机操作系统教程计算机操作系统教程 张尧学张尧学 史美林史美林 清华大学出版社清华大学出版社计算机操作系统教程计算机操作系统教程 周长林周长林 左万历左万历 高等教育出版社高等教育出版社操作系统基础操作系统基础 屠立德屠立德 屠祁屠祁 清华大学出版社清华大学出版社操作

2、系统教程操作系统教程 孟庆昌孟庆昌 西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社&参考教材参考教材计算机操作系统计算机操作系统 汤子瀛等汤子瀛等 西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社操作系统原理操作系统原理DOSDOS篇篇 张昆苍张昆苍 清华大学出版社清华大学出版社Modern Operating System Andrew S.TanenbaumOperating Systems William StallingsOperating System Concept Abrahan Silberschatz,etcApplied Operating System Concept Abra

3、han Silberschatz,etc 成绩评定成绩评定作业，上机实习，期末考试作业，上机实习，期末考试比例：比例：作业作业 10% (2-310% (2-3次）次）上机实习上机实习 20%20%期末考试期末考试 70-65%70-65%课堂随机问答课堂随机问答5%5%考试：闭卷考试：闭卷期末考试期末考试涉及面广（并行程序，性能问题，结构问题，涉及面广（并行程序，性能问题，结构问题，程序方法论，软件工程，等等）程序方法论，软件工程，等等）实践性强（从实践总结出原理）实践性强（从实践总结出原理）错综复杂：纵横交叉错综复杂：纵横交叉 操作系统课程的特点：操作系统课程的特点：为什么要学习操作系统？

4、为什么要学习操作系统？- - 骨骼之与皮肉骨骼之与皮肉 理论之与实践理论之与实践绪论绪论监控（督）程序（系统）（监控（督）程序（系统）（Monitor)Monitor)执行系统（程序）执行系统（程序）(Executive System(program)(Executive System(program)控制系统（程序）控制系统（程序）(Control System program)(Control System program)管理程序管理程序(Supervisor, Supervisory System)(Supervisor, Supervisory System)核心程序核心程序(Ker

5、nel)(Kernel)操作系统操作系统(Operating System)(Operating System)1. 1. 操作系统的名称操作系统的名称2. 2. 学习操作系统实用吗学习操作系统实用吗? ? 设计操作系统设计操作系统 或者或者 修改现有的系统修改现有的系统 存在人们意识不到的大量存在人们意识不到的大量“操作系统操作系统” 嵌入式系统嵌入式系统(Embedded OS(Embedded OS） 加深对使用的加深对使用的OSOS的理解，有利于深入编程的理解，有利于深入编程 用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道 编程时借鉴操作系统的设计思想

6、和算法编程时借鉴操作系统的设计思想和算法 操作系统中所用的许多概念和技巧可以推广应用到操作系统中所用的许多概念和技巧可以推广应用到其他领域其他领域 选择购买操作系统选择购买操作系统 我们并不总使用我们并不总使用Win95/NT/2000/XPWin95/NT/2000/XP（1 1）程序的执行）程序的执行负责启动每个程序，以及结束程序的工作负责启动每个程序，以及结束程序的工作（2 2）完成与硬件有关的工作）完成与硬件有关的工作（3 3）完成与应用无关的工作）完成与应用无关的工作易于使用，基本服务，统一性易于使用，基本服务，统一性（4 4）计算机系统的效率与安全问题）计算机系统的效率与安全问题3

7、.3.操作系统的工作操作系统的工作硬件相关： 应用程序应用程序- 虚机器界面虚机器界面 操作系统操作系统- 物理机器界面物理机器界面 硬件硬件假如没有操作系统？怎样将目标代码送给硬件？怎样输出打印结假如没有操作系统？怎样将目标代码送给硬件？怎样输出打印结果？果？ 人们将对二进制程序操作人们将对二进制程序操作 从二极发光管读答案从二极发光管读答案硬件相关（续硬件相关（续1 1）：）：指实现代码中包含存储器的物理地址，包含指实现代码中包含存储器的物理地址，包含对设备接口寄存器和设备接口缓冲区的读对设备接口寄存器和设备接口缓冲区的读写等等写等等n实现该工作的过程代码和硬件因素密切相关，实现该工作的过

8、程代码和硬件因素密切相关，即需要设置与测试、使用物理地址、设备接即需要设置与测试、使用物理地址、设备接口寄存器等等口寄存器等等n硬件相关必然复杂繁琐、代码量大硬件相关必然复杂繁琐、代码量大n硬件相关的工作，其实现代码不通用硬件相关的工作，其实现代码不通用硬件相关硬件相关（续（续2 2）：由于操作系统承担了上述工作，在其由于操作系统承担了上述工作，在其之上的各类程序就没有必要直接同硬件打之上的各类程序就没有必要直接同硬件打交道了。硬件改变时，操作系统相应变化交道了。硬件改变时，操作系统相应变化即可，其他的程序不用作出改变即可，其他的程序不用作出改变 硬件相关还表现在有关硬件的状态必硬件相关还表现

9、在有关硬件的状态必定带来对应代码的变化定带来对应代码的变化与应用无关：与应用无关：是指这些工作是任何一个程序都需要的、最是指这些工作是任何一个程序都需要的、最基本的工作基本的工作它们具有共性，工作过程相同它们具有共性，工作过程相同与具体应用无直接关系，即与用户所关心的与具体应用无直接关系，即与用户所关心的应用目标无直接关系应用目标无直接关系4. 4. 操作系统做什么？操作系统做什么？ #include int main(int argc, char *argv) puts(hello world); return 0; 用户告诉操作系统执行用户告诉操作系统执行hellohello程序程序 操作

10、系统找到该程序，检查其类型操作系统找到该程序，检查其类型 检查程序首部，找出正文和数据的地址检查程序首部，找出正文和数据的地址 文件系统找到第一个磁盘块文件系统找到第一个磁盘块 父进程需要创建一个新的子进程，执行父进程需要创建一个新的子进程，执行hellohello程序程序 操作系统需要将执行文件映射到进程结构操作系统需要将执行文件映射到进程结构 操作系统设置操作系统设置CPUCPU上下文环境，并跳到程序开始处上下文环境，并跳到程序开始处 程序的第一条指令执行，失败，缺页中断发生程序的第一条指令执行，失败，缺页中断发生 操作系统分配一页内存，并将代码从磁盘读入，继续执行操作系统分配一页内存，并

11、将代码从磁盘读入，继续执行 更多的缺页中断，读入更多的页面更多的缺页中断，读入更多的页面 操作系统检查字符串的位置是否正确操作系统检查字符串的位置是否正确 操作系统找到字符串被送往的设备操作系统找到字符串被送往的设备 设备是一个伪终端，由一个进程控制设备是一个伪终端，由一个进程控制 操作系统将字符串送给该进程操作系统将字符串送给该进程 该进程告诉窗口系统它要显示字符串该进程告诉窗口系统它要显示字符串 窗口系统确定这是一个合法的操作，然后将字符串转换成像窗口系统确定这是一个合法的操作，然后将字符串转换成像素素 窗口系统将像素写入存储映像区窗口系统将像素写入存储映像区 视频硬件将像素表示转换成一组

12、模拟信号控制显示器（重画视频硬件将像素表示转换成一组模拟信号控制显示器（重画屏幕）屏幕） 显示器发射电子束显示器发射电子束 你在屏幕上看到你在屏幕上看到hello worldhello world 程序执行系统调用，在文件描述符中写一字符串程序执行系统调用，在文件描述符中写一字符串小结：操作系统的功能n扩展的机器扩展的机器n隐藏硬件细节隐藏硬件细节n向用户提供虚拟机，方便使用向用户提供虚拟机，方便使用n资源管理者资源管理者n时间时间n空间空间课程的基本目的课程的基本目的1 1介绍操作系统的基本概念、基本结构及运行环境介绍操作系统的基本概念、基本结构及运行环境2 2介绍操作系统原理、设计方法和实

13、现技术介绍操作系统原理、设计方法和实现技术3 3介绍操作系统的演化过程、发展研究动向、新技介绍操作系统的演化过程、发展研究动向、新技术以及新思想术以及新思想4 4介绍各种有代表性的、典型的操作系统实例介绍各种有代表性的、典型的操作系统实例5 5培养学生分析问题、解决问题的基本能力，培养培养学生分析问题、解决问题的基本能力，培养创造型人才创造型人才学习收获学习收获1 1使学生对操作系统的基本概念、基本结构及运行使学生对操作系统的基本概念、基本结构及运行环境有深入的认识，对操作系统这一课程有比较全环境有深入的认识，对操作系统这一课程有比较全面的把握面的把握2 2使学生深入到操作系统内部，理解并掌握操作系使学生深入到操作系统内部，理解并掌握操作系统的基本原理、设计方法和实现技术统的基本原理、设计方法和实现技术3 3使学生了解操作系统的演化过程、发展研究动向、使学生了解操作系统的演化过程、发展研究动向、新技术以及新思想，使学生具有透过变化看趋势、新技术以及新思想，使学生具有透过变化看趋势、透过技术抓原理、把握学科发展脉搏的基本素质，透过技术抓原理、把握学科发展脉搏的基本素质，为其今后在相关领域开展工作打下坚实的基础为其今后在相关领域开展工作打下坚实的基础