華東理工大學(xué)《操作系統(tǒng)》第一章緒論

1、計算機操作系統(tǒng)計算機操作系統(tǒng) 教材教材計算機操作系統(tǒng)教程計算機操作系統(tǒng)教程 張堯?qū)W張堯?qū)W 史美林史美林 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 （第三版）（第三版）參考教材參考教材操作系統(tǒng)原理操作系統(tǒng)原理 技術(shù)與編程技術(shù)與編程 蔣靜，徐志偉著蔣靜，徐志偉著計算機操作系統(tǒng)計算機操作系統(tǒng) 湯小州，梁紅兵，湯子瀛等湯小州，梁紅兵，湯子瀛等 西安電子科技西安電子科技大學(xué)出版社大學(xué)出版社操作系統(tǒng)原理與操作系統(tǒng)原理與LinuxLinux系統(tǒng)實驗系統(tǒng)實驗 龐麗萍，鄭然，機械工業(yè)出版龐麗萍，鄭然，機械工業(yè)出版社社LinuxLinux原理與應(yīng)用原理與應(yīng)用 鄭鵬，曾平鄭鵬，曾平 武漢大學(xué)出版社武漢大學(xué)出版社 為什么學(xué)習(xí)操作

2、系統(tǒng)為什么學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)? ?成績評定：成績評定：平時（課堂，作業(yè)及上機）平時（課堂，作業(yè)及上機） 30%30%期末論文期末論文 70%70%學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：按時上課，認(rèn)真聽講按時上課，認(rèn)真聽講閱讀參考書閱讀參考書認(rèn)真完成作業(yè)認(rèn)真完成作業(yè)上機實踐上機實踐計算機操作系統(tǒng)計算機操作系統(tǒng)第一章第一章 操作操作系統(tǒng)緒論系統(tǒng)緒論1.1 引言引言物理設(shè)備微程序機器語言O(shè).S.命令解釋器編譯編輯銀行系統(tǒng)，飛機訂票硬件系統(tǒng)軟件應(yīng)用程序OSwindowsdos. UNIX.應(yīng)用程序裸機(硬件)2 操作系統(tǒng)的地位操作系統(tǒng)的地位硬件、軟件硬件、軟件 “ 虛擬機虛擬機 ” 硬件硬件常稱為裸機，它的功能即使很強，但它

3、往往是不方便于用戶使用的，功能上相對來說也是有局限性的。 而軟件軟件是在硬件基礎(chǔ)之上對硬件的性能加以擴充和完善。因而一個裸機在每加上去一層軟件后，就變成了一個功能更強的機器，我們通常把這“新的更強功能的機器 ” 稱之為“虛擬機虛擬機 ”。3 3 操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)的定義3 3、操作系統(tǒng)的定義、操作系統(tǒng)的定義 續(xù)續(xù)1.2 1.2 操作系統(tǒng)形成的歷史操作系統(tǒng)形成的歷史自世界上第一臺計算機自世界上第一臺計算機ENIAC 于于1946年問世以年問世以來，計算機在運算速度、存儲容量、外設(shè)功能、元件來，計算機在運算速度、存儲容量、外設(shè)功能、元件工藝及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面都有了驚人的發(fā)展。通常，人工藝及系統(tǒng)結(jié)

4、構(gòu)等方面都有了驚人的發(fā)展。通常，人們按照們按照計算機元件工藝計算機元件工藝的演變過程，將其發(fā)展劃分為的演變過程，將其發(fā)展劃分為四個時代：四個時代：電子管時代，晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路時代電子管時代，晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路時代(4658)(5864)(6474)(70年代中至今)巨型、微型、網(wǎng)絡(luò)化、智能化幾個方向發(fā)展巨型、微型、網(wǎng)絡(luò)化、智能化幾個方向發(fā)展電子管時代）計算機資源昂電子管時代）計算機資源昂貴貴 1958年年 1964年代中年代中 （1 1）自動性）自動性：在順利情況下，磁帶上的作業(yè)可以一個接一個的運行，無需人工干預(yù)。 （2 2）順序性）順序性：按進入磁帶的順序進入內(nèi)

5、存。 （3 3）單道性）單道性：內(nèi)存中僅存一個作業(yè)。特點特點：卡片卡片IBM1401IBM7094IBM1401輸入磁帶輸入磁帶磁帶機磁帶機卡片閱讀機卡片閱讀機輸出磁帶輸出磁帶打印機打印機缺陷：缺陷：因為系統(tǒng)中作業(yè)之間仍以串行方式被處理，所以無法繼續(xù)提高因為系統(tǒng)中作業(yè)之間仍以串行方式被處理，所以無法繼續(xù)提高CPU、內(nèi)存利用率，為從根本上解決這一問題，人們提到了多內(nèi)存利用率，為從根本上解決這一問題，人們提到了多道程序設(shè)計技術(shù)。道程序設(shè)計技術(shù)。多道程序設(shè)計概念多道程序設(shè)計概念是指是指把一個以上的作業(yè)存放在內(nèi)存中，同時處把一個以上的作業(yè)存放在內(nèi)存中，同時處于運行狀態(tài)，使這些作業(yè)共享處理機時間和外于運

6、行狀態(tài)，使這些作業(yè)共享處理機時間和外部設(shè)備等其它資源部設(shè)備等其它資源 (系統(tǒng)資源系統(tǒng)資源)。（2）宏觀并行：）宏觀并行：其含義是指每個作業(yè)都已開始其含義是指每個作業(yè)都已開始運行，但尚未完成。運行，但尚未完成。（3）微觀串行：在任一特定時刻，在處理機上）微觀串行：在任一特定時刻，在處理機上運行的作業(yè)只有一個。運行的作業(yè)只有一個。特點：特點：（1）多道程序）多道程序 多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng) 多道程序系統(tǒng)的引入，可以使多道程序系統(tǒng)的引入，可以使CPU、內(nèi)存、各種外設(shè)、內(nèi)存、各種外設(shè)得以充分的利用。得以充分的利用。.I/O操作時間tAC 程序運行CBABCPU 使用輸入輸出設(shè)備的使用區(qū)分：多道區(qū)

7、分：多道/多重多重/多用戶多用戶 多道批處理操作系統(tǒng)特點多道批處理操作系統(tǒng)特點 （1 1）充分利用資源）充分利用資源：因為內(nèi)存中存有多個：因為內(nèi)存中存有多個作業(yè)，使各個資源都處于忙的狀態(tài)，從而提高了資作業(yè)，使各個資源都處于忙的狀態(tài)，從而提高了資源利用率。源利用率。 （2 2）系統(tǒng)吞吐量大）系統(tǒng)吞吐量大：因為各種資源均處于：因為各種資源均處于忙狀態(tài)和作業(yè)一個接一個自動切換，使得中間切換忙狀態(tài)和作業(yè)一個接一個自動切換，使得中間切換時間少，從而提高了系統(tǒng)的處理能力，增大了系統(tǒng)時間少，從而提高了系統(tǒng)的處理能力，增大了系統(tǒng)吞吐量。吞吐量。3 分時系統(tǒng)主機主機終終端端分時系統(tǒng)的思想分時系統(tǒng)的思想分時操作系

8、統(tǒng)特點分時操作系統(tǒng)特點同時有多個用戶使用一臺計算機同時有多個用戶使用一臺計算機宏觀上：是多個人同時使用一個宏觀上：是多個人同時使用一個CPUCPU微觀上：多個人在不同時刻輪流使用微觀上：多個人在不同時刻輪流使用CPUCPU用戶根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果進一步用戶根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果進一步提出新請求提出新請求( (用戶直接干預(yù)每一步用戶直接干預(yù)每一步) )用戶感覺不到計算機為其他人服務(wù)用戶感覺不到計算機為其他人服務(wù)（OSOS提供虛機器，各個用戶的虛提供虛機器，各個用戶的虛機器互不干擾）機器互不干擾）系統(tǒng)對用戶提出的請求及時響應(yīng)系統(tǒng)對用戶提出的請求及時響應(yīng)4 實時系統(tǒng)實時系統(tǒng)1.3 操作系統(tǒng)的基本類型：操作系統(tǒng)

9、的基本類型：微機操作系統(tǒng)微機操作系統(tǒng)常見常見OS簡介簡介1. DOS是配置在IBM-PC及兼容機上的磁盤操作系統(tǒng)。( DOS: Disk Operating System )DOS于1981年公布以來，其功能不斷增強，版本不斷更新DOS 6.22。單用戶、單任務(wù)2. Windows 是一個具有非常新穎用戶界面和多媒體處理功能的系統(tǒng)。從Windows 3.03.195、98視窗/windows NT-Win2000/XP/vista，不斷發(fā)展與完善，現(xiàn)在許多軟件都基于 Windows 下開發(fā)，如 VB, VC 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計。具有a. 圖形的用戶界b. 多任務(wù)處理功能c. 硬件獨立性構(gòu)成完整

10、的操作環(huán)境。單用戶多任務(wù)單用戶多任務(wù)微軟微軟OSOS產(chǎn)品產(chǎn)品2. UNIX 及其變種（Linux），多用戶、多任務(wù)多用戶、多任務(wù)是從中小型機上移植下來的一個多用戶操作系統(tǒng)，這個操作系統(tǒng)具有許多DOS沒有的功能，是最常用的操作系統(tǒng)之一。星形網(wǎng)絡(luò)、樹形網(wǎng)絡(luò)、總線星形網(wǎng)絡(luò)、樹形網(wǎng)絡(luò)、總線形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)狀形網(wǎng)絡(luò)。形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)狀形網(wǎng)絡(luò)。如圖（見下頁）如圖（見下頁） 計算機網(wǎng)絡(luò)按地域范圍又可分為：廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡(luò)按地域范圍又可分為：廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（a）星型（b）樹型（c）總線型（d）環(huán)型（d）網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.建立和拆除通信鏈路建立和拆除通信鏈路 2.

11、傳輸控制傳輸控制3.差錯檢查差錯檢查4.流量控制流量控制5.路由選擇路由選擇 配置在網(wǎng)絡(luò)上的操作系統(tǒng)稱之為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操配置在網(wǎng)絡(luò)上的操作系統(tǒng)稱之為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)通信、資源管理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理等功作系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)通信、資源管理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。能。 網(wǎng)絡(luò)通信是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)最基本的功能。其任務(wù)是在原網(wǎng)絡(luò)通信是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)最基本的功能。其任務(wù)是在原主機和目標(biāo)主機之間，實現(xiàn)無差錯的數(shù)據(jù)傳輸。主機和目標(biāo)主機之間，實現(xiàn)無差錯的數(shù)據(jù)傳輸。分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)擴展：嵌入式操作系統(tǒng)擴展：嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用智能卡智能卡移動通信移動

12、通信計算機外設(shè)計算機外設(shè)機頂盒機頂盒零售設(shè)備零售設(shè)備印刷機印刷機復(fù)印機復(fù)印機 電話交換設(shè)備電話交換設(shè)備第一章第一章 操作操作系統(tǒng)緒論系統(tǒng)緒論1.4 1.4 操作系統(tǒng)的五大功能操作系統(tǒng)的五大功能(1)(1)1.4 1.4 操作系統(tǒng)的五大功能操作系統(tǒng)的五大功能(2)(2) 操作系統(tǒng)的三層次模型操作系統(tǒng)的三層次模型命令接口命令接口程序接口程序接口圖形接口圖形接口文件管理軟件文件管理軟件存儲器管理軟件存儲器管理軟件處理機管理軟件處理機管理軟件設(shè)備管理軟件設(shè)備管理軟件文件和作業(yè)文件和作業(yè)存儲器存儲器處理機處理機設(shè)備資源設(shè)備資源用戶用戶接口接口控制和管控制和管理的軟件理的軟件集合集合操作操作系統(tǒng)系統(tǒng)對象對

13、象操作系統(tǒng)內(nèi)核操作系統(tǒng)內(nèi)核 操作系統(tǒng)是計算機的大腦和指揮機構(gòu)，是操作系統(tǒng)是計算機的大腦和指揮機構(gòu)，是控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理組織控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理組織計算機工作流程以及方便用戶使用計算機的系計算機工作流程以及方便用戶使用計算機的系統(tǒng)軟件。統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)在整個計算機系統(tǒng)中既是軟硬件資源操作系統(tǒng)在整個計算機系統(tǒng)中既是軟硬件資源的管理者，又是用戶與計算機之間的接口，同的管理者，又是用戶與計算機之間的接口，同時還將裸機擴展為功能強，使用方便的虛擬機。時還將裸機擴展為功能強，使用方便的虛擬機。小結(jié)小結(jié)附：附：linux介紹介紹2.Linux 發(fā)展的重要里程碑使用使用una

14、me -a可顯示內(nèi)核的版本號可顯示內(nèi)核的版本號Linux的特點：的特點：自由軟件自由軟件Linux系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 應(yīng)用系統(tǒng)SHELL 內(nèi)核硬件shell4.Linux環(huán)境的建立（7）為系統(tǒng)分區(qū)：）為系統(tǒng)分區(qū)： Red Hat Linux9.0圖形化界面，如圖所示。圖形化界面，如圖所示。Linux目錄介紹/bootdevetchomelibbinprocusrvargrublost+foundsharelocalbinmansrcbinman1php.1Linux系統(tǒng)主要目錄說明系統(tǒng)主要目錄說明 /boot/boot ：在這個目錄下存放的都是系統(tǒng)啟動時要用到的程序。/dev：dev 是設(shè)備（dev

15、ice）的英文縮寫。因為在這個目錄中包含了所有l(wèi)inux系統(tǒng)中使用的外部設(shè)備/etc/etc ：etc這個目錄是linux系統(tǒng)中最重要的目錄之一。存放了系統(tǒng)管理時要用到的各種配置文件。包括網(wǎng)絡(luò)配置文件，文件系統(tǒng)，x系統(tǒng)配置文件，設(shè)備配置信息，設(shè)置用戶信息等。 /home ：如果建立一個用戶，用戶名是“jl”,那么在/home目錄下就有一個對應(yīng)的/home/jl路徑，用來存放用戶的主目錄。 /lib ：lib是庫（library）英文縮寫。這個目錄是用來存放系統(tǒng)動態(tài)連接共享庫的。/mnt/mnt ：這個目錄在一般情況下也是空的?？梢耘R時將別的文件系統(tǒng)掛在這個目錄下。/proc/proc ：可以在這個目錄下獲取系統(tǒng)信息。這些信息是在內(nèi)存中，由系統(tǒng)自己產(chǎn)生的。 /root/root ：如果用戶是以超級用戶