操作系統(tǒng)原理

1、操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)尹燕芳尹燕芳最低要求最低要求l認(rèn)真聽課認(rèn)真聽課l做作業(yè)，加深理解做作業(yè)，加深理解l認(rèn)真做實驗認(rèn)真做實驗把要求的，該做的認(rèn)認(rèn)真真做好。把要求的，該做的認(rèn)認(rèn)真真做好。期望：大家多動腦子思考。期望：大家多動腦子思考。操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)第一章第一章 緒論緒論了解操作系統(tǒng)了解操作系統(tǒng)1. 復(fù)習(xí)對操作系統(tǒng)已有的了解復(fù)習(xí)對操作系統(tǒng)已有的了解2. 為什么要有操作系統(tǒng)為什么要有操作系統(tǒng) 復(fù)習(xí)計算機硬件結(jié)構(gòu)，了解操作系統(tǒng)的必要性復(fù)習(xí)計算機硬件結(jié)構(gòu)，了解操作系統(tǒng)的必要性3. 什么是操作系統(tǒng)什么是操作系統(tǒng)4. 操作系統(tǒng)的功能：資源管理、人機接口操作系統(tǒng)的功能：資源管理、人機接口5. 操作系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)操

2、作系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)6. 操作知識補充。操作知識補充。1. 我們對操作系統(tǒng)已有那些了解？我們對操作系統(tǒng)已有那些了解？l 對操作系統(tǒng)的使用：對操作系統(tǒng)的使用：l圖形界面接口的使用圖形界面接口的使用l命令接口的使用命令接口的使用l 我們知道的操作系統(tǒng)我們知道的操作系統(tǒng)lWindows，Dos，Unix，Linuxl計算機的啟動過程計算機的啟動過程lBIOS啟動啟動操作系統(tǒng)啟動操作系統(tǒng)啟動應(yīng)用程序啟動應(yīng)用程序啟動l計算機的安裝過程計算機的安裝過程 l 硬件硬件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件要使用計算機，必須要有操作系統(tǒng)！2.為什么必須要有操作系統(tǒng)？為什么必須要有操作系統(tǒng)？l復(fù)習(xí)硬件相關(guān)知識：馮諾依曼結(jié)

3、構(gòu)復(fù)習(xí)硬件相關(guān)知識：馮諾依曼結(jié)構(gòu)l無操作系統(tǒng)的處理l早先的“手工操作”階段 ：單用戶單進程，操作復(fù)雜l或者直接對硬件操作，例如：單片機，BIOS程序等 要求： 對硬件足夠了解，一般人不易掌握運算器運算器控制器控制器輸入設(shè)備輸入設(shè)備存儲器存儲器輸出設(shè)備輸出設(shè)備2.為什么必須要有操作系統(tǒng)？為什么必須要有操作系統(tǒng)？l現(xiàn)在的需求：現(xiàn)在的需求：l多程序同時運行，同時使用硬件；多程序同時運行，同時使用硬件；l傻瓜式的人機交互，交互智能化和人性化傻瓜式的人機交互，交互智能化和人性化l單純的一般應(yīng)用程序無法實現(xiàn)這種要求，這就需要單純的一般應(yīng)用程序無法實現(xiàn)這種要求，這就需要專門專門的系統(tǒng)軟件來的系統(tǒng)軟件來管理計

4、算管理計算機資源機資源并并提供良好的人機接口提供良好的人機接口來使用計算機來使用計算機操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)運算器運算器控制器控制器輸入設(shè)備輸入設(shè)備存儲器存儲器輸出設(shè)備輸出設(shè)備3.什么是操作系統(tǒng)什么是操作系統(tǒng)l什么是操作系統(tǒng)？一種特殊的軟件，特殊子程序，是軟硬資源的控制中心,它以盡量合理有效的方法組織多個進程共享使用計算機的各種資源,并提供使用接口。l操作系統(tǒng)的目的: 提高資源利用程度，方便用戶使用。l操作系統(tǒng)的功能：l 資源管理，效率更高l 人機接口，方便使用資源管理， 人機接口4. 操作系統(tǒng)功能操作系統(tǒng)功能-資源管理資源管理l資源：資源：l硬件資源：硬件資源：CPUCPU、內(nèi)存、存儲設(shè)備以及其他

5、設(shè)備、內(nèi)存、存儲設(shè)備以及其他設(shè)備l軟件資源：以文件的方式軟件資源：以文件的方式l資源管理：資源管理： 以盡量合理有效的方法組織多個以盡量合理有效的方法組織多個進程進程共享使共享使用計算機的各種資源。包括：用計算機的各種資源。包括：l處理機管理處理機管理l存儲管理存儲管理l設(shè)備管理設(shè)備管理l文件系統(tǒng)管理文件系統(tǒng)管理簡單補充簡單補充進程的概念進程的概念l進程：運行的程序，需要占用內(nèi)存，進程：運行的程序，需要占用內(nèi)存，CPUCPU，以，以及其他硬件資源及其他硬件資源l多進程（多任務(wù)）同時運行，需要資源共享：l資源管理包含兩種資源共享使用的方法：l時分：所謂時分就是說由多個用戶任務(wù)分時地用該資源，除了

6、上述的處理機外，還有很多其它的資源也必須分時地使用，如輸入輸出控制器、網(wǎng)卡等，這些控制部件必須分時地使用。l空分：都是針對存儲資源而言，存儲資源的空間可以被多個用戶（進程）共同以分割的方式占用。獨占式共享獨占式共享。共享使用資源是指多用戶任務(wù)共享使用資源是指多用戶任務(wù)分時使用資源，獨占則表示某用戶任務(wù)占用分時使用資源，獨占則表示某用戶任務(wù)占用該資源后，執(zhí)行了對資源的多個操作，使用該資源后，執(zhí)行了對資源的多個操作，使用了一個完整的周期。了一個完整的周期。例：多用戶任務(wù)獨占式共享使用打印機，例：多用戶任務(wù)獨占式共享使用打印機，用戶需要在執(zhí)行打印指令前申請獨占該用戶需要在執(zhí)行打印指令前申請獨占該打印

7、機資源，執(zhí)行完打印指令后釋放。打印機資源，執(zhí)行完打印指令后釋放。時分共享兩種不同的使用方法時分共享兩種不同的使用方法也就是說用戶任務(wù)占用該資源無需使用一個也就是說用戶任務(wù)占用該資源無需使用一個邏輯上的完整周期。邏輯上的完整周期。 例：對處理機的使用，用戶程序隨時都可例：對處理機的使用，用戶程序隨時都可以被剝奪以被剝奪CPUCPU，只要運行現(xiàn)場保存好了，下，只要運行現(xiàn)場保存好了，下次該用戶程序再次占用次該用戶程序再次占用CPUCPU時就可以繼續(xù)運時就可以繼續(xù)運行。行。 例：對磁盤的輸入輸出。例：對磁盤的輸入輸出。 分時式共享分時式共享4.操作系統(tǒng)功能操作系統(tǒng)功能人機接口人機接口l操作系統(tǒng)功能之一

8、：為用戶提供良好的工操作系統(tǒng)功能之一：為用戶提供良好的工作環(huán)境和友好的接口，方便用戶使用計算作環(huán)境和友好的接口，方便用戶使用計算機。機。l主要有三種人機接口：主要有三種人機接口：l命令接口命令接口l圖形接口圖形接口l程序接口（系統(tǒng)調(diào)用）程序接口（系統(tǒng)調(diào)用）5.操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)：操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)：6. 操作知識補充：系統(tǒng)啟動系統(tǒng)啟動過程(在多處檢測系統(tǒng)設(shè)備)加電加電, ,激活激活ROMROM程序程序ROMROM程序檢測系統(tǒng)配置程序檢測系統(tǒng)配置, ,加載加載MBRMBR程序程序,MBR,MBR程序程序加載操作系統(tǒng)加載操作系統(tǒng)Loader,Loader,操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)Loader Loader 加

9、載操加載操作系統(tǒng)。作系統(tǒng)。進入操作系統(tǒng)初始化進入操作系統(tǒng)初始化, ,根據(jù)系統(tǒng)配置等準(zhǔn)備系根據(jù)系統(tǒng)配置等準(zhǔn)備系統(tǒng)表格統(tǒng)表格, ,加載加載Driver,Driver,標(biāo)識設(shè)備標(biāo)識設(shè)備(對新增加設(shè)對新增加設(shè)備備, ,應(yīng)在上次進行應(yīng)在上次進行DriverDriver安裝或?qū)惭b或?qū)riverDriver加入加入內(nèi)核?，F(xiàn)代系統(tǒng)已能在發(fā)現(xiàn)新硬件后動態(tài)安裝內(nèi)核。現(xiàn)代系統(tǒng)已能在發(fā)現(xiàn)新硬件后動態(tài)安裝并加載并加載driver)driver)進入操作系統(tǒng)正?？刂七M入操作系統(tǒng)正常控制*總結(jié)：總結(jié)：l相關(guān)知識：相關(guān)知識：l馮馮. .諾依曼結(jié)構(gòu)、程序執(zhí)行過程、進程諾依曼結(jié)構(gòu)、程序執(zhí)行過程、進程概念概念l操作系統(tǒng)的功能：操作系統(tǒng)的功能：l