操作系統(tǒng)講義第一章

操作系統(tǒng)講義孫清西安財經(jīng)學院1操作系統(tǒng)概述

系統(tǒng)啟動及用戶界面進程管理與調(diào)度進程同步第一章第二章第三章第四章文件管理第七章Contents課程內(nèi)容安排

西安財經(jīng)學院設(shè)備管理第六章存儲器管理第五章2教材及參考資料教材：操作系統(tǒng)教程黃剛徐小龍段衛(wèi)華人民郵電出版社2009年參考資料：OperatingSystemDesignandImplementation（SecondEdition）AndrewS.Tanenbaum2001年1月計算機操作系統(tǒng)教程張堯?qū)W史美林清華大學出版社1998年5月計算機操作系統(tǒng)教程徐甲同陸麗娜谷建華西安電子科技大學出版社2001年12月計算機操作系統(tǒng)湯子贏哲鳳屏湯小丹西安電子科技大學出版社2000年2月紅帽EnterpriseLinux3從入門到精通MichaelJang著毛選韓濱于曉菲等譯電子工業(yè)出版社2003年5月Linux內(nèi)核完全剖析趙炯機械工業(yè)出版社2006年1月Linux操作系統(tǒng)及實驗教程李善平鄭扣根機械工業(yè)出版社1999年10月3本課程與其它專業(yè)課程的關(guān)系編譯原理數(shù)據(jù)庫原理計算機網(wǎng)絡(luò)軟件工程計算機組成原理計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)匯編語言程序設(shè)計各種應(yīng)用軟件開發(fā)平臺及軟件開發(fā)技術(shù)C語言程序設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計算法分析操作系統(tǒng)注：圖中加黑字體課程名稱為計算機專業(yè)考研課程4課程進度安排第1周 第1章操作系統(tǒng)概論第2周 第2章系統(tǒng)啟動及用戶界面（自己安裝Linux）第3周 實驗一Linux系統(tǒng)的操作命令第4、5周 第3章進程管理與調(diào)度第6周 實驗二進程的創(chuàng)建第7、8周 第4章進程同步第9周 實驗三進程間消息通信第10、11周第5章存儲管理第12周 實驗四虛擬內(nèi)存管理模擬系統(tǒng)調(diào)試第13、14周 第6章設(shè)備管理第15～17周 第7章文件管理18、復習5第一章操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)的概念1操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展2操作系統(tǒng)的分類3西安財經(jīng)學院操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

4Linux操作系統(tǒng)簡介56操作系統(tǒng)的概念7操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)是一組運行在計算機上的軟件，它用來管理計算機硬件，并且為運行應(yīng)用程序提供各種常規(guī)服務(wù)。各種帶有計算機的設(shè)備都配有操作系統(tǒng)，從手機、游戲機到超級計算機都必須裝載操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是一個兩層的系統(tǒng)平臺，一層是面向終端用戶的，一層是面向程序開發(fā)者的。流行的個人機操作系統(tǒng)包括：微軟的Windows、蘋果的MacOSX和Linux。8操作系統(tǒng)的發(fā)展二十世紀六十年代才出現(xiàn)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)。五十年代開始形成一些操作系統(tǒng)的功能軟件，如：運行時庫、中斷、并行處理等。八十年代開始將大型機和小型機的操作系統(tǒng)移植到個人計算機中。陸續(xù)出現(xiàn)一些專門為個人機開發(fā)的系統(tǒng)功能，如GUI。操作系統(tǒng)中最重要的部分是內(nèi)核（kernel），它用來控制對內(nèi)存的讀寫，進程的執(zhí)行順序，輸入/輸出設(shè)備的信息傳遞和中斷。用戶接口（界面）是操作系統(tǒng)的另一重要部分，它分為圖形界面和命令行界面兩種。9操作系統(tǒng)的分類批處理操作系統(tǒng)批量處理作業(yè)，操作系統(tǒng)選擇作業(yè)執(zhí)行，為提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。無法實現(xiàn)人機交互。分時操作系統(tǒng)一臺主機與多個終端相連，各個終端用戶分時使用系統(tǒng)資源。實時操作系統(tǒng)主要用于工控領(lǐng)域。重點在及時響應(yīng)和執(zhí)行可靠性。10操作系統(tǒng)的分類微型計算機操作系統(tǒng)操作友好方便，通用性。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在一般操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上,提供網(wǎng)絡(luò)通信和服務(wù)的操作系統(tǒng)。分布式操作系統(tǒng)依托網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)任務(wù)的處理分布。嵌入式操作系統(tǒng)微型化，可定制，應(yīng)用于各種特殊用途的終端。11操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計層次式結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如，LINUX/

UNIX，系統(tǒng)內(nèi)核中的每一模塊只能與相鄰層通信。12操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計微內(nèi)核結(jié)構(gòu)：現(xiàn)代很多操作系統(tǒng)都使用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)?？▋?nèi)基梅隴大學的Mach操作系統(tǒng)就是典型代表。MacOSX就采用了這種結(jié)構(gòu)。13操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合結(jié)構(gòu)：有些操作系統(tǒng)結(jié)合了這兩種結(jié)構(gòu)，如WindowsNT14Linux操作系統(tǒng)簡介Linux是類Unix操作系統(tǒng)。Unix系統(tǒng)是1969年由Bell實驗室的KenThompson，DennisRitchie，DouglasMcIlory,和JoeOssanna設(shè)計實現(xiàn)的。15Linux操作系統(tǒng)簡介GNU是RichardStallman1983年在MIT發(fā)起的一個自由軟件和大范圍合作工程。16Linux操作系統(tǒng)簡介Minix是最小的類Unix操作系統(tǒng)，是AndrewS.Tanenbaum專門為教學編寫的。17Linux操作系統(tǒng)簡介Linux是LinusTorvalds在Minix的基礎(chǔ)上開發(fā)的內(nèi)核。18Linux操作系統(tǒng)簡介如今，從各種嵌入式系統(tǒng)到超級計算機系統(tǒng)，Linux作為操作系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。它的服務(wù)器版LAMP（Linux，Apache，MySQL和PHP）應(yīng)用框架也得到了廣泛的應(yīng)用。常見的版本：RedHat/Fedora、CentOS、Debian/Ubuntu、

SUSE、Mandriva、FreeBSD、Gentoo當前最新的Linux內(nèi)核3.2.7參考網(wǎng)站：/

19LINUX系統(tǒng)的特點LINUX是一個遵循POSIX標準的免費OS，具有BSD和SYSTEMV的擴展特性（其外表性能上同UNIX非常相象，但所有系統(tǒng)核心代碼全部重新寫過了）。

LINUX可以運行在X86PC、SUNSparc、DigitalAlpha、PowerPC、MIPS等平臺上，可以說是目前運行硬件平臺最多的OS。支持多種文件系統(tǒng)。如FAT、FAT32、EXT2、NFS等，LINUX可以將這些文件系統(tǒng)直接裝載為系統(tǒng)的一個目錄。LINUX自己的文件系統(tǒng)EXT2/3/4非常先進，最多可支持到2TB的空間，文件名長度可達到255個字符。20Linux操作系統(tǒng)簡介Linux的基本結(jié)構(gòu)類似Unix的層次式結(jié)構(gòu)，可以分為三層：第三層：SHELL，用戶接口(命令接口、程序接口、圖形用戶接口)第二層：內(nèi)核，對對象控制和管理的軟件集合(處理機管理軟件、存儲器管理軟件、設(shè)備管理軟件、文件管理軟件)第一層：硬件，操作系統(tǒng)對象(處理機、存儲器、設(shè)備、文件和作業(yè))21Linux內(nèi)核作為OS的核心，它具有二個方面的接口：一方面是核心與硬件的接口，它通常是由一組驅(qū)動程序和一些基本的例行程序組成；二是核心與Shell的接口，由二組系統(tǒng)調(diào)用以及命令解釋程序等組成。核心本身又可分成二大部分：一部分是進程控制子系統(tǒng)；另一部分則是文件子系統(tǒng)。二組系統(tǒng)調(diào)用分別與這二大子系統(tǒng)交互。22Shell的功能Shell是用戶操作計算機系統(tǒng)的界面，作為解釋程序出現(xiàn)：接收用戶打入的命令，進行分析，創(chuàng)建子進程，由子進程實現(xiàn)命令所規(guī)定功能，等子進程終止工作后，發(fā)出提示符。Shell還是一種高級程序設(shè)計語言，它有變量、關(guān)鍵字、各種控制語句，如if、case、while、for等，有自己的語法結(jié)構(gòu)。利用Shell程序設(shè)計語言可以編寫出功能強大、代碼簡單的程序，特別是它把相關(guān)的LINUX命令有機地組合在一起，可大大提高編程的效率。23Shell具有如下突出特點：（1）把已有命令進行適當組合，構(gòu)成新的命令，且組合方式簡單；（2）可以進行交互式處理，用戶和LINUX系統(tǒng)之間通過Shell進行交互式會話，實現(xiàn)通信；（3）靈活地利用位置參數(shù)傳遞參數(shù)值；（4）結(jié)構(gòu)化的程序模塊，提供了順序流程控制、條件控制、循環(huán)控制等；（5）提供通配符、I/O重定向、管道等機制，方便了模式匹配、I/O處理和數(shù)據(jù)傳輸；（6）便于用戶開發(fā)新的命令。利用Shell過程可把用戶編寫的可執(zhí)行程序與LINUX命令結(jié)合在一起，當作新命令使用；（7）提供后臺處理方式，不打斷前臺工作。24LINUX通常提供三種不同的ShellBourneShell（簡稱bash），是AT&TBell實驗室人員為UNIX開發(fā)的，它是其他Shell開發(fā)的基礎(chǔ)，也是各種UNIX/LINUX系統(tǒng)上最常用、最基本的Shell。C-Shell（簡稱csh）,是加州伯利克大學的BillJoy為BSDUNIX開發(fā)的，它與bash不同，主要模擬C語言。KornShell（簡稱ksh），是AT&TBell實驗室開發(fā)的，與bsh兼容，但功能更強大。25Shell程序示例

使用Shell最簡單的方法是從鍵盤上直接打入命令行。例如：ls-l/usr/exampleShell命令解釋程序?qū)Υ蛉氲拿钸M行分析，并創(chuàng)建子進程，完成該命令所對應(yīng)的功能。Shell程序也可存放在文件上。例如：由三條簡單命