四川大学计算机操作系统课件OSCH操作系统引论.ppt
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计算机操作系统ComputerOperatingSystemElectronicsInformationEngineeringSichuanUniversityEI教师姓名:
教师姓名:
赵成萍赵成萍邮邮箱:
箱:
日日期:
期:
2012.9o教材教材n“计算机操作系统计算机操作系统V3”,汤小丹等著,西电,汤小丹等著,西电,2007o参考资料参考资料n“计算机操作系统计算机操作系统”,孙雅如等著,西电,孙雅如等著,西电,2003n“操作系统原理操作系统原理”,屠祈等著,清华,屠祈等著,清华n“操作系统教程操作系统教程”,孙钟秀主编,高等教育,孙钟秀主编,高等教育,2003SichuanUniversityEIo学习方法学习方法n学习任务分散在平时,在理解、训练的基学习任务分散在平时,在理解、训练的基础上掌握知识。
础上掌握知识。
n课堂、教材以及参考资料相结合。
课堂、教材以及参考资料相结合。
n适当的作业习题训练。
适当的作业习题训练。
SichuanUniversityEIo为什么学习操作系统为什么学习操作系统n非专业观点非专业观点o操作系统的学习、研发与否关系到整个国家操作系统的学习、研发与否关系到整个国家的经济、技术和政治等等事务。
的经济、技术和政治等等事务。
SichuanUniversityEIo为什么学些为什么学些OSn专业观点专业观点-OS包括了所有软件设计实现问包括了所有软件设计实现问题:
题:
o资源共享管理资源共享管理o安全和身份验证安全和身份验证o灵活性,健壮性灵活性,健壮性o友好界面设计友好界面设计SichuanUniversityEISichuanUniversityEIo学习学习OS的目的的目的n对操作系统的基本概念、基本结构及运行环境有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面的深入的认识,对操作系统这一课程有比较全面的把握。
把握。
n深入到操作系统内部,理解并掌握操作系统的基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本原理、设计方法和实现技术n了解操作系统的演化过程、发展研究动向、新技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,具有透过变化看趋势、透过技术术以及新思想,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,为其今抓原理、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基础。
后在相关领域开展工作打下坚实基础。
计算机操作系统ComputerOperatingSystemElectronicsInformationEngineeringSichuanUniversityEI第一章第一章操作系统引论操作系统引论Chapter1OSInstructiono教学目的和要求:
教学目的和要求:
n使学生建立起使学生建立起OS的基本概念。
要求理解多的基本概念。
要求理解多道程序设计技术,了解道程序设计技术,了解OS的引入和发展、的引入和发展、分层式结构和微内核结构,掌握操作系统的分层式结构和微内核结构,掌握操作系统的基本概念,功能和特征。
基本概念,功能和特征。
o重点难点:
重点难点:
n多道程序设计技术,多道程序设计技术,OS的基本概念、功能的基本概念、功能和特征。
和特征。
SichuanUniversityEI基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求教学内容教学内容教学内容基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求软件软件WordPhotoshopIEJavaMatlab语言编译程序DBMS连接装配程序OS1.操作系统的定义o计算机系统组成计算机系统组成硬件硬件CPU存储器存储器I/O设备设备方便用户使用方便用户使用充分利用资源充分利用资源基本概念基本概念基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求1.操作系统的定义o操作系统是为了方便操作系统是为了方便用户用户和提高计和提高计算机的利用率,而对计算机算机的利用率,而对计算机资源资源进进行组织和管理的程序集合。
行组织和管理的程序集合。
n用户:
一般用户和软件开发人员等。
用户:
一般用户和软件开发人员等。
n资源:
处理器,存储器,输入输出设资源:
处理器,存储器,输入输出设备等硬件资源和程序与数据等软件资备等硬件资源和程序与数据等软件资源。
源。
基本概念基本概念基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求2.1配置OS系统的目标o方便性(方便用户使用)方便性(方便用户使用)o有效性(保证资源的充分利用)有效性(保证资源的充分利用)o可扩充性可扩充性n技术的发展要求技术的发展要求OS采用层次化结构,以便于采用层次化结构,以便于增加新的功能层次和模块,并能修改老的功增加新的功能层次和模块,并能修改老的功能层次和模块能层次和模块o开放性开放性nOS的应用环境:
单机环境的应用环境:
单机环境网络环境网络环境n不同厂商的计算机及设备经网络集成不同厂商的计算机及设备经网络集成n开放性:
遵循世界标准规范开放性:
遵循世界标准规范目标与作用目标与作用基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求2.2OS的作用o从用户的观点:
从用户的观点:
对外职能对外职能nOS提供用户与计算机之间的接口提供用户与计算机之间的接口计算机硬件计算机硬件系统调用系统调用命令命令图标图标窗口窗口操作系统操作系统应用程序应用程序用户用户目标与作用目标与作用基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求2.2OS的作用o从资源管理观点看从资源管理观点看对内职能对内职能nOS可以视作是计算机系统资源的管理可以视作是计算机系统资源的管理者者组织和管理计算机资源,充分组织和管理计算机资源,充分发挥资源的效能,提高利用率。
发挥资源的效能,提高利用率。
o处理器管理处理器管理o存储器管理存储器管理oI/O设备管理设备管理o文件管理文件管理目标与作用目标与作用基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求2.2OS的作用oOS用作扩充机器用作扩充机器n通常把覆盖了软件的机器称为扩充通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚机器。
机器或虚机器。
基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.OS的发展o无操作系统的计算机系统无操作系统的计算机系统o批处理系统批处理系统o分时系统分时系统o实时系统实时系统o新型操作系统新型操作系统OS的发展的发展基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.0OS系统发展的主要动力o不断提高计算机资源利用率不断提高计算机资源利用率n批处理系统批处理系统o方便用户方便用户n上机、调试程序上机、调试程序人机交互的分时人机交互的分时OSo器件的不断更新换代器件的不断更新换代n8163264o计算机体系结构的不断发展计算机体系结构的不断发展n单处理机单处理机OS多处理机多处理机OS网络网络OS基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.1无操作系统的计算机系统o人工操作方式(人工操作方式(19451955)纸带输入机主机纸带程序数据用户独占全机用户独占全机CPU等待人工操作等待人工操作OS的发展的发展严重的降低了严重的降低了计算机资源的利计算机资源的利用率用率Programmer人机矛盾Programmer结果基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.1无操作系统的计算机系统oCPU速度提高与速度提高与I/O设备速度缓慢设备速度缓慢的矛盾;的矛盾;n通道技术、缓冲技术通道技术、缓冲技术o没有很好地解决上述矛盾没有很好地解决上述矛盾n脱机输入脱机输入/输出技术输出技术基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.1无操作系统的计算机系统o脱机输入脱机输入/输出(输出(Off-LineI/O)方式()方式(20世纪世纪50年代末)年代末)输入设备纸带外围机程序数据磁盘程序数据磁盘主机程序数据磁盘程序数据外围机磁盘程序数据程序数据输出设备减少了减少了CPU的空闲时间的空闲时间提高提高I/O速速度度OS的发展的发展基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.2批处理系统o单道批处理系统单道批处理系统n为了提高系统的利用率,让系统连为了提高系统的利用率,让系统连续运行,减少空闲时间。
续运行,减少空闲时间。
n以脱机方式将以脱机方式将成批作业成批作业输入到磁带输入到磁带上。
上。
n系统中配备系统中配备监督程序监督程序(Monitor)。
)。
n在在Monitor的控制之下使这批作业能的控制之下使这批作业能够够一个接一个一个接一个地连续处理。
地连续处理。
OS的发展的发展基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.2批处理系统o单道批处理系统(单道批处理系统(监督程序监督程序)还有下一个作业?
开始开始否否停止停止是是源程序目标程序源程序有错吗?
装配目标程序运行目标程序是是否否自动性自动性顺序性顺序性单道性单道性OS的发展的发展基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.2批处理系统用户程序用户程序监督程序监督程序I/O操作操作t1t2t3t4t5t6t7t8tI/O中断请求I/O完成结束中断I/O中断请求启动I/O结束中断I/O完成启动I/OCPU利用率低利用率低OS的发展的发展自动性自动性顺序性顺序性单道性单道性基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.2批处理系统o多道批处理系统多道批处理系统n(调度队列,调度算法)(调度队列,调度算法)OS的发展的发展基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.2批处理系统程序A程序B程序C程序D调度程序调度程序程序AI/O请求程序BI/O请求程序CI/O请求程序DI/O请求程序AI/O完成程序A再被调度程序A完成程序CI/O完成程序BI/O完成C再被调度OS的发展的发展好处:
提高CPU、内存和I/O设备利用率增加系统吞吐量基本概念基本概念目标与作用目标与作用OS的发展的发展基本特性基本特性主要功能主要功能结构设计结构设计教学内容教学内容教学要求教学要求3.2批处理系统o多道批处理系统的特征多道批处理系统的特征n多道性多道性资源利用率高,吞吐量大资源利用率高,吞吐量大n无序性无序性n调度性调度性(二次调度二次调度作业、进程作业、进程)o多道批处理系统的缺点多道批处理系统的缺点n平均周转时间长平均周转时间长n无交互能力无交互能力OS
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