操作系统---操作系统概述分析解析优秀PPT.ppt
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1、操作系统原理操作系统原理Principles of Operating System曹玲Email:sdcaoling126 2012年8月选用教材选用教材宗大华宗大华操作系统教程操作系统教程人民邮电出版社人民邮电出版社 参考教材参考教材1.1.操作系统原理操作系统原理.Lubomir F.Bic,Alan.Lubomir F.Bic,Alan C.Shaw.C.Shaw.清华高校出版社清华高校出版社2.2.Operating System Concepts.Abraham Operating System Concepts.Abraham Silberschatz etc .Silbersc
2、hatz etc .高等教化出版社高等教化出版社3.3.计算机操作系统计算机操作系统(修订版)修订版).汤子瀛等编汤子瀛等编.西西安电子科技高校出版社安电子科技高校出版社课程主要内容介绍课程主要内容介绍o进程管理进程管理(CPU管理管理)o存储管理存储管理o文件管理文件管理o外设管理外设管理o进程间制约关系进程间制约关系课时支配课时支配o课堂上课课堂上课48学时学时o试验试验16学时学时第第1 1章章 操作系统概述操作系统概述计算机必备的软件计算机必备的软件操作系统;操作系统;操作系统的五大功能(处理机管理、作业管理、存操作系统的五大功能(处理机管理、作业管理、存储器管理、设备管理、文件管理)
3、;储器管理、设备管理、文件管理);操作系统的分类(批处理、分时、实时、网络)。操作系统的分类(批处理、分时、实时、网络)。1.2.3.本章讲解并描述本章讲解并描述内容:内容:1.0 引入你知道下列哪些是操作系统吗你知道下列哪些是操作系统吗?Acrobat Android LINUX WINDOWS QQ WORD Flash UNIX Visual Studio VI 一个一个C C语言源程序语言源程序hello.chello.c计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构用户用户1用户用户2用户用户3用户用户4用户用户n财务系统财务系统航空订票航空订票上网浏览上网浏览播放器播放器科学计算科学计算
4、(应用程序)(应用程序)编译程序编译程序汇编程序汇编程序编辑程序编辑程序数据库数据库(系统程序)(系统程序)操作系统操作系统计算机计算机硬件硬件 供应了一良好的工作环供应了一良好的工作环境,便利用户的运用境,便利用户的运用你用过的操作系统能做什么你用过的操作系统能做什么?启动、结束用户程序启动、结束用户程序系统调用:例如系统调用:例如INTINT指令指令各种工具和吩咐:资源管理器各种工具和吩咐:资源管理器 dir dir copy del format copy del format WINDOWSWINDOWS、UNIX UNIX 等供应多任务或多用户等供应多任务或多用户环境环境你知道操作系
5、统不能做什么你知道操作系统不能做什么?不做天气预报不做天气预报不做房屋设计不做房屋设计不是编译程序不是编译程序总之,操作系统不干脆解决最终具体应总之,操作系统不干脆解决最终具体应用问题,也不负责编译源程序用问题,也不负责编译源程序.操作系统在计算机系统中的地位操作系统在计算机系统中的地位计算机硬件操作系统系统工具应用软件 应用用户 应用开发人员 操作系统 开发人员操作系统大致如何工作操作系统大致如何工作?1OS的第的第1个工作:启动和结束程序个工作:启动和结束程序2OS的第的第2个工作:用户程序对个工作:用户程序对OS的调用的调用3OS的第的第3个工作:为常用操作供应程序个工作:为常用操作供应
6、程序4OS的第的第4个工作:解决效率和平安问题个工作:解决效率和平安问题1OS工作工作1:负责启动和结束程序:负责启动和结束程序程序的六种启动方式(其中前程序的六种启动方式(其中前4由由OS负责供应)负责供应)鼠标方式启动鼠标方式启动吩咐方式启动吩咐方式启动批方式启动批方式启动程序中启动方式程序中启动方式纯硬件启动方式纯硬件启动方式自启方式(自启方式(OS本身的启动方式)本身的启动方式)程序的两种结束方式程序的两种结束方式正常结束正常结束非正常结束非正常结束程序的启动程序的启动o程序执行的两个前提程序执行的两个前提1.程序在内存中(装入)程序在内存中(装入)2.PC被置为程序在内存的入口地址被
7、置为程序在内存的入口地址o程序由程序由谁谁、以、以何种方式何种方式来启动和装入?来启动和装入?这两个问题的答案形成六种启动方式。这两个问题的答案形成六种启动方式。程序第程序第1 1种启动方式:鼠标方式启动种启动方式:鼠标方式启动简洁简洁形象形象免记免记交互性强交互性强实现相对繁琐些实现相对繁琐些响应相对慢些响应相对慢些操作有时比吩咐方式慢操作有时比吩咐方式慢(例如格式化盘例如格式化盘)程序第程序第2 2种启动方式:吩咐方式种启动方式:吩咐方式 o吩咐方式是通过键入程序名吩咐方式是通过键入程序名(及参数及参数)来启动程序。来启动程序。o 例如:例如:CFORMAT A:o吩咐方式在不同吩咐方式在
8、不同OS下的不同体现:下的不同体现:oLINUX、UNIX、DOS下:吩咐提示符与吩咐行下:吩咐提示符与吩咐行oWINDOW下:下:起先起先运行:吩咐行窗口运行:吩咐行窗口o 起先起先程序程序MSDOS:MSDOS窗口窗口o吩咐方式的实现:吩咐说明器吩咐方式的实现:吩咐说明器(程序程序)o吩咐方式的特点和评价:过去最常用的启动方式吩咐方式的特点和评价:过去最常用的启动方式o需记程序名和位置需记程序名和位置 o交互性较强交互性较强o有时操作比鼠标方式快有时操作比鼠标方式快(如格式化盘如格式化盘)吩咐启动方式的工作过程吩咐启动方式的工作过程程序第程序第3种启动方式:批方式种启动方式:批方式批方式是
9、指将若干条吩咐放在一个文件中,该文件可以在须批方式是指将若干条吩咐放在一个文件中,该文件可以在须要时象程序一样被启动执行(吩咐方式或鼠标方式),其要时象程序一样被启动执行(吩咐方式或鼠标方式),其执行过程是由计算机自动连续依次地执行该文件中的这组执行过程是由计算机自动连续依次地执行该文件中的这组吩咐。吩咐。批方式的实现批方式的实现(通常由吩咐说明器实现通常由吩咐说明器实现)返回程序第程序第4种启动方式:程序中启动方式种启动方式:程序中启动方式o在一个程序中启动另一程序在一个程序中启动另一程序o引例引例:编译器、并发程序设计、窗口程序等编译器、并发程序设计、窗口程序等o特点与作用:特点与作用:o
10、实际应用中常常须要程序中启动方式实际应用中常常须要程序中启动方式o便于程序的敏捷便利启动与动态自动启动便于程序的敏捷便利启动与动态自动启动o前三种启动方式在内部实现时最终都是由程序中前三种启动方式在内部实现时最终都是由程序中启动方式实现的启动方式实现的程序中启动方式的工作过程程序中启动方式的工作过程返回程序第程序第5种启动方式:纯硬件启动方式种启动方式:纯硬件启动方式o是最早期的计算机工作方式是最早期的计算机工作方式o工作过程:工作过程:返回程序第程序第6 6种启动方式:自启种启动方式:自启o自启方式是指由程序自身来装入与启动自己自启方式是指由程序自身来装入与启动自己o特点与作用:早期用的较多
11、,现除特点与作用:早期用的较多,现除OSOS外已基本外已基本不用不用2 OS工作工作2:2:用户程序中对用户程序中对OSOS的调用的调用1 1 系统调用的功能内容、作用和运用方式系统调用的功能内容、作用和运用方式2 2 系统调用指令的实现及其特殊性系统调用指令的实现及其特殊性3 3 中断中断返回2 OS2 OS工作工作2:2:用户程序中对用户程序中对OSOS的调用的调用o系统调用就是用户程序对操作系统的调用,系统调用就是用户程序对操作系统的调用,这是一种特殊形式的调用这是一种特殊形式的调用),),其功能内容是其功能内容是与中断一起完成程序中全部硬件相关应用与中断一起完成程序中全部硬件相关应用无
12、关工作,例如打印、读写盘等各种无关工作,例如打印、读写盘等各种I/OI/O工作。工作。3OS工作工作3:为常用操作供应好用程序:为常用操作供应好用程序o常用基本操作:查看磁盘内容,文件复制,常用基本操作:查看磁盘内容,文件复制,文件删除与移动,书目建删等。文件删除与移动,书目建删等。o操作系统所供应的好用程序操作系统所供应的好用程序oWindowsWindows的资源管理器的资源管理器o现代现代UNIXUNIX和和LINUXLINUX供应上千条吩咐供应上千条吩咐返回4OS工作工作4:解决效率和平安问题:解决效率和平安问题oOSOS负责计算机运用中的效率和平安问题中的硬负责计算机运用中的效率和平
13、安问题中的硬相应无内容相应无内容o操作系统接受了大量技术来提高机器效率和人操作系统接受了大量技术来提高机器效率和人的效率,并确保平安问题的效率,并确保平安问题o并发,多任务,多用户,分时并发,多任务,多用户,分时o多道,虚存,多道,虚存,o文件或设备的共享技术,链接,假脱机等文件或设备的共享技术,链接,假脱机等返回操作系统的别名、比方、观点操作系统的别名、比方、观点o别名:监控系统、执行系统、限制系统等别名:监控系统、执行系统、限制系统等o比方:桥梁、环境、政府、中介等比方:桥梁、环境、政府、中介等o观点:观点:o操作系统的虚拟机观点操作系统的虚拟机观点o操作系统的资源管理观点操作系统的资源管
14、理观点o四大功能划分四大功能划分(CPU/MM/IO/FS)1.1计算机系统计算机系统o1.1.1硬件与软件硬件与软件运算器运算器控制器存储器存储器输入设备输入设备输出设备输出设备CPU主主 机机外部设备外部设备1.计算机系统计算机系统一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两个部分组成。一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两个部分组成。2.硬件硬件3.软件软件1.1.2操作系统的形成操作系统的形成1.裸机的概念裸机的概念2.操作系统的发展历史操作系统的发展历史19461958年,没有操作系统。年,没有操作系统。19581964年,计算机进入晶体管时代。年,计算机进入晶体管时代。“人人-机
15、冲突机冲突”产生了批处理系统。产生了批处理系统。1964年后,计算机进入集成电路和大规模年后,计算机进入集成电路和大规模集成电路时代,出现多道程序设计技术,集成电路时代,出现多道程序设计技术,操作系统起先出现。操作系统起先出现。3.操作系统的地位操作系统的地位1.2操作系统的定义与功能操作系统的定义与功能o1.2.1操作系统的定义操作系统的定义.操作系统是在裸机上加载的第一层软件,是对计算机硬件系统功操作系统是在裸机上加载的第一层软件,是对计算机硬件系统功能的首次扩充。能的首次扩充。.“操作系统是限制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计操作系统是限制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计
16、算机工作流程、以及便利用户运用计算机的一个大型程序算机工作流程、以及便利用户运用计算机的一个大型程序”。o1.2.2操作系统的功能操作系统的功能处理机管理处理机管理作业管理作业管理处理机管理处理机管理内存管理内存管理设备管理设备管理文件管理文件管理1.3操作系统的种类操作系统的种类o1.3.1批处理操作系统批处理操作系统o1.1.单道批处理操作系统的工作过程单道批处理操作系统的工作过程卡片卡片单道批处理系统单道批处理系统IBM1401IBM7094IBM1401输入磁带输入磁带磁带机磁带机卡卡片片阅阅读读机机输出磁带输出磁带打打印印机机2.单道批处理操作系统的特点单道批处理操作系统的特点o单路
17、性:每次只允许一个用户程序进入内存单路性:每次只允许一个用户程序进入内存o自动性:作业依次地自动接受处理,期间任何用户不得对系统的工自动性:作业依次地自动接受处理,期间任何用户不得对系统的工作进行干预。作进行干预。o独占性:整个系统资源被进入内存的一个程序独占运用,因此资源独占性:整个系统资源被进入内存的一个程序独占运用,因此资源利用率不高。利用率不高。o封闭性:在一批作业处理过程中,用户不得干预系统的工作。即便封闭性:在一批作业处理过程中,用户不得干预系统的工作。即便是某个程序执行中出现很小的错误,也只能等到这一批作业全部处是某个程序执行中出现很小的错误,也只能等到这一批作业全部处理完毕后,
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