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1、操作系统学生：XXX 专业：XXX班级：XXXX 导师：XXX摘要计算机操作系统是本专业的重要课程之一，通过学习使学员掌握计算机操作系统的设计基本原理及组成；计算机操作系统的基本概念和相关的新概念、名词及术语；了解计算机操作系统的发展特点和设计技巧和方法；对常用计算机操作系统（DOS、Windows、UNIX、Linux）会进行基本的操作使用具体内容有：操作系统概述：操作系统定义及发展、五大类型、五大功能、操作系统属性、生成概念。（人机交互）界面管理：人机交互的特点；第一、二、三代界面；基本的键盘命令和系统调用；作业调度算法。文件管理：文件的结构与分类；物理结构和逻辑结构；目录结构；存取控制和
2、安全机制；文件系统。存储管理：分区、分页、分段管理；物理地址与逻辑地址；扩充技术；分配算法输入输出设备管理：功能与分类；独享、共享、虚拟设备的管理；管理策略。处理机管理：操作系统核心功能；进程概念；并发与并行；进程的基本状态与转换；进程调度算法；同步与互斥；P-V操作；死锁概念。操作系统程序结构：层次、模块结构；设计与检测。关键词：操作系统；存储管理；系统 25Summary computer operating system is one of the important course professional by learning so that students master the
3、basic principles of computer operating system design and composition; the basic concepts of computer operating system and related new concepts, terms and terminology; understanding of computer operating system The development of features and design techniques and methods; to the commonly used comput
4、er operating system (DOS, Windows, UNIX, Linux) will be conducted using the specific content of basic operations are: the operating system overview: operating system definition and development of five types, five functions, operations System Properties, Build concept. (HCI) interface management: the
5、 characteristics of human-computer interaction; the first, second and third generation interface; basic keyboard commands and system calls; job scheduling algorithm. Document management: document structure and classification; physical structure and logical structure; directory structure; access cont
6、rol and security mechanisms; file system. Storage management: partitioning, paging, segmentation management; physical address and logical address; expansion technology; allocation algorithm for input-output device management: functions and their classification; exclusive, shared, virtual device mana
7、gement; management strategy. Processor management: the core operating system functions; process concept; concurrent and parallel; the basic state and the conversion process; process scheduling algorithm; synchronization and mutual exclusion; PV operation; deadlock concept. Operating system program s
8、tructure: hierarchical, modular structure; design and testing. Keywords: operating system; storage management; system目录摘要I第一章 前言1第二章 计算机操作系统概述21. 操作系统的概念22. 操作系统的生成和五大类型22. 1生成22.2多通道批处理操作系统22.3分时与实时33. 操作系统的五大功能33.1作业管理33.2文件管理33.3存储管理33.4设备管理33.5进程管理34. 表征操作系统的属性4第三章 作业管理41. 基本概念42. 用户界面43. 传统的人机接
9、口44. 作业输入输出方式55. 作业调度5第四章 文件管理5第五章 输入输出设备管理9第六章 进程及处理机管理11致 谢13参 考 文 献1412陈莉君. 深入分析Linux内核源代码.北京：人民邮电出版社，20021414李善平，刘文峰.Linux内核2.4版源代码分析大全.北京：机械工业出版社，20021416马季兰，彭新光.Linux操作系统，北京：电子工业出版社，20021418罗宇，邹鹏，吴刚.操作系统.北京：电子工业出版社，20031425 王长山.操作系统辅导.西安：西安电子科技大学出版社，200114第一章 前言操作系统的历史 操作系统的发展和计算机的组成与体系结构相关，经历
10、了四个发展阶段： 1946年50年代末：第一代，电子管时代，无操作系统。 1950年代末60年代中期：第二代，晶体管时代，批处理系统。 1960年代中期-70年代中期：第三代，集成电路时代，多道程序设计。 1970年代中期至今：第四代，大规模和超大规模集成电路时代，分时系统。 现代计算机正向着巨型、微型、并行、分布、网络化和智能化几个方面发展。 手工操作 手工操作过程：先把程序纸带（或卡片）装上计算机，然后启动输入机把程序和送入计算机，接着通过控制台开关启动程序运行。计算完毕，打印机输出计算结果，用户卸下并取走纸带（或卡片）。第二个用户上机，重复同样的步骤。 手工操作存在问题：上机完全是手工操
11、作，手工操作的慢速度和计算机的高速度之间形成矛盾.唯一的解决办法是摆脱手工操作，实现作业的自动过渡。这就出现了批处理。 单道批处理系统(simple batch processing)计算机发展的早期，没有任何用于管理的软件，所有的运行管理和具体操作都由用户自己承担，任何操作出错都要重做作业，CPU的利用率甚低。解决的方法有两个：首先配备专门的计算机操作员，程序员不再直接操作机器，减少操作机器的错误。另一个是进行批处理，操作员把用户提交的作业分类，把一批中的作业编成一个作业执行序列。每一批作业将有专门编制的监督程序（monitor）自动依次处理。 1批处理中的作业的组成：包括用户程序、数据和作
12、业说明书（作业控制语言）。 “批”：供一次加载的磁带或磁盘，通常由若干个作业组装成，在处理中使用一组相同的系统软件（系统带）。 2两种批处理方式早期批处理分为两种：联机批处理和脱机批处理。 (1) 联机批处理 慢速的输入输出(I/O)处理仍直接由主机来完成。执行过程： a. 用户提交作业：对于作业、数据，用作业控制语言编写作业说明书； b. 作业以纸带或卡片为保存介质； c. 操作员合成批作业，通过输入设备（纸带输入机或读卡机）存入磁带； d. 监督程序根据系统资源情况读入一个作业； e. 从磁带读入汇编或编译程序，将用户作业源程序生成目标代码； f. 连接装配程序将目标代码变为可执行程序；
13、g. 启动执行； h. 执行完毕，执行结果输出； i. 读入另一个作业，重复过程e-i； j. 一批作业完成后，处理下一批作业；联机批处理主要优点：解决了作业自动转接，减少了作业建立和手工操作时间。联机批处理存在问题：CPU 与I/O串行操作，输入输出时，CPU处于等待状态。(2)脱机批处理（缓冲技术的一种） 脱机批处理显著特征是增加一台不与主机直接连接而专门用于与输入输出打交道的卫星机。利用卫星机完成输入输出功能。主机与卫星机可并行工作。卫星机：完成面向用户的输入输出（纸带或卡片），中间结果暂存在磁带或磁盘上。作业控制命令由监督程序来执行，完成如装入程序、编译、运行等操作。 脱机批处理主要优
14、点：实现了作业自动过渡，改善了输入输出设备的利用率，提高了计算机的处理能力。脱机批处理存在问题：磁带需要手工拆装，系统的保护不够。 20世纪60年代初期，硬件获得了两方面（即通道和中断技术）的进展，导致操作系统进入执行系统(executive systemwww.biyezuopin.cc)阶段。通道(channel)是一种专用处理部件，它能控制一台或多台输入输出设备工作，负责输入输出设备与主存之间的信息传输。它一旦被启动就能独立与CPU运行，这样可使CPU和通道并行操作，而且CPU和多种输入输出设备也能并行操作。 中断(interrupt)是指当主机接到外部信号时，马上停止原来工作，转去处理
15、这一事件，处理完毕后，主机回到原来的断点继续工作。 多道程序系统(multiprogramming system)早期的批处理可能出现两种情况：l 对于以计算为主的作业，输入输出量少，外围设备空闲；l 对于以输入输出为主的作业，主机空闲。单道运行：每次只调用一个用户作业程序进入内存并运行。多道程序合理搭配输入输出为主与计算为主程序交替运行，充分利用资源，提高系统效率。多道程序的运行特点： 多道：计算机内存中同时存放多道相互独立的程序。 宏观上并行运行：同时进入系统的几道程序都处于运行状态，但都未运行完。 微观上串行运行：各作业轮流使用CPU，交替执行。在批处理中采用多道程序设计技术，就形成了多道批处理系统。在当前运行的作业需做I/O处理时，CPU转而执行另一个作业。（I/O完成后是否立刻恢复执行，要等到其他程序再次I/O时）。多道程序系统的技术问题：（1）并行程序的运行需要共享软件硬件资源，需要同步和互斥机
