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1、,Page 1,2018/1/4,操作系统,Operating System,你知道哪些操作系统？,UnixHP-UX-HPAIX-IBMSolaris Open Solaris-SunOS-SunBSD系列（ FreeBSD、NetBSD、OpenBSD）Linux苹果 Mac OS X： 猎豹(Cheetah) 美洲豹(Puma) 美洲虎(Jaguar) 黑豹(Panther) 虎(Tiger) 豹(Leopard) 雪豹(Snow Leopard) 狮(Lion) 美洲狮(Mountain Lion) 巨浪(Mavericks) 优胜美地(Yosemite)Windows,Page 2,
2、2018/1/4,Page 3,2018/1/4,2015年7月全球桌面操作系统占比,Page 4,2018/1/4,讨论,Windows和Mac系统的优缺点？Windows先入为主，易用性高Windows上软硬件丰富：软件包括各类插件和游戏安全性：windows的漏洞、黑客攻击、流氓软件多，稳定性差,Page 5,2018/1/4,迫切需要国产操作系统,2014年上半年政府首次明确提出：“所有计算机类产品不允许安装Windows 8操作系统。” 棱镜事件已经给各个国家敲响警钟苹果公司承认系统留有后门还敢自拍艳照、发暧昧短信吗？ 苹果公司可通过留在苹果手机系统中的后门，在用户不知情的情况下提取
3、iPhone中短信、通讯录和照片等个人数据。,Page 6,2018/1/4,国产操作系统,Page 7,2018/1/4,2014-12-20 来源： 中国信息产业网 ，戴尔近日宣布与国内操作系统厂商中标软件有限公司签署合作协议，计划在戴尔商用电脑系列产品预装基于Lunix的中标麒麟操作系统,国产操作系统是以Linux 为基础二次开发的操作系统。国内暂且还没有独立开发系统。主要产品1 深度Linux（Deepin）2 红旗Linux（RedflagLinux）：2014年2月10日解散，2014年8月被收购3.中标麒麟（NeoKylin)：上海中标软件有限公司发布的面向桌面应用的操作系统产品
4、4.银河麒麟：是由国防科技大学、中软公司、联想公司、浪潮集团和民族恒星公司合作研制的5.起点操作系统（StartOS 原雨林木风OS）；6.凝思磐石安全操作系统；。,Page 8,2018/1/4,国产操作系统,常见智能手机操作系统,iOS是由苹果公司为iPhone开发的操作系统 Android是Google开发的基于Linux平台的开源手机操作系统,Page 9,2018/1/4,Page 10,2018/1/4,操作系统的地位,紧贴系统硬件之上，所有其他软件之下（是其他软件的共同环境）,Page 11,2018/1/4,什么是操作系统？操作系统的定义,是计算机系统的总管家管理计算机的软硬件
5、资源方便用户使用计算机的系统软件,Page 12,2018/1/4,操作系统是现代计算机最重要的大型系统软件之一操作系统这门课程主要讲述操作系统的工作原理，包括进程管理、存储管理、I/O设备管理、文件管理。,课程性质与教学目的,Page 13,2018/1/4,前期课程及后续课程,前期课程 高级语言程序设计 数据结构 计算机组成原理或微机原理,Page 14,2018/1/4,课程特点： 1. 内容庞杂、涉及面广 2. 理论性强，实践难度较大,Page 15,2018/1/4,学习方法 1. 抓住一个基本点：OS在计算机系统中的地位 2. 牢记两根红线： 面向系统提高资源利用率 面向用户提供良
6、好的用户界面，方便用户 What Why How,Page 16,2018/1/4,学习要求 上课认真听讲！成绩分配 期末考试占60%，平时与上机实习占40%,Page 17,2018/1/4,教材,计算机操作系统，汤小丹、梁红兵、哲凤屏、汤子瀛，西安电子科技大学出版社，第四版,Page 18,2018/1/4,参考书目,操作系统原理，苏开根等，武汉大学出版社 操作系统，冯耀霖，杜舜国，西安电子科技大学出版社操作系统概念，美Abraham Silberschatz,Peter Baer Galvin,Greg Gagne著，郑扣根译，高等教育出版社,Page 19,2018/1/4,课程主要内
7、容,操作系统引论进程管理处理机调度与死锁存储器管理设备管理文件管理磁盘存储器管理操作系统接口（略讲）,操作系统的功能管理系统软硬件资源向用户提供服务,Page 20,2018/1/4,第一章 操作系统引论,操作系统,Page 21,2018/1/4,操作系统的地位,紧贴系统硬件之上，所有其他软件之下（是其他软件的共同环境）,第一章 操作系统引论,Page 22,2018/1/4,第一章 操作系统引论,1.1 操作系统的目标和作用1.2 操作系统的发展过程1.3 操作系统的基本特征1.4 操作系统的主要功能1.5 操作系统的结构设计,Page 23,2018/1/4,操作系统的目标和作用,操作系
8、统的目标操作系统的作用推动操作系统发展的主要动力,Page 24,2018/1/4,操作系统目标,方便性（用户的观点）提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系统的类型和数量差别，使计算机更容易使用有效性（系统管理人员的观点）提高系统资源(CPU,I/O,内外存等)的利用率； 加速程序运行，缩短运行周期，提高系统的吞吐量；可扩充性适应计算机硬件和体系结构的不断发展，可以方便的增加新的功能层次和模块，并能修改老的功能层次和模块开放性遵循标准规范，方便地实现互连，实现应用的可移植性和互操作性,Page 25,2018/1/4,操作系统的目标和作用,操作系统的目标操作系统的作用推动操作系统发展的主要动力
9、,Page 26,2018/1/4,操作系统的作用,操作系统的作用OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口OS作为计算机系统资源的管理者OS增强系统功能,隐藏对硬件操作的细节,Page 27,2018/1/4,1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口,OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统命令方式系统调用形式上类似于函数 OS作为接口的示意图 调用，在应用编程中使用图形用户接口图形、窗口等,命令接口,程序接口,图形用户接口,Page 28,2018/1/4,2. OS作为计算机系统资源的管理者,计算机的硬件资源包括处理机、存储器、I/O设备及数据和程序等处理机管理存储
10、器管理I/O设备管理文件管理管理的内容：资源的当前状态（数量和使用情况）、资源的分配、回收和访问操作，相应管理策略（包括用户权限）,Page 29,2018/1/4,3. OS用作扩充机器,OS是扩展机(extended machine)/虚拟机(virtual machine)完全无软件的计算机系统称为裸机覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚拟机,操作系统的非形式化定义（关键点）：系统软件，程序模块的集合，资源管理和用户接口功能,OS能把一台“裸机”改造成功能更强大、用户使用更方便灵活、更安全可靠的虚拟机,裸机,I/O设备管理软件,文件管理软件,窗口软件,Page 30,2018/1/4,操作系
11、统的目标和作用,操作系统的目标操作系统的作用推动操作系统发展的主要动力,Page 31,2018/1/4,推动操作系统发展的主要动力,提高资源的利用率和系统性能计算机发展的初期，计算机系统昂贵，需提高资源利用率方便用户改善用户上机、调试程序的环境，尤其方便非专业用户（商业和办公、家庭）的使用器件的发展电子管-晶体管-小规模集成电路-大规模集成电路CPU的位宽度（指令和数据）、计算速度，快速外存的发展计算机体系结构的发展从单处理机到多处理机；从单机到网络,Page 32,2018/1/4,第一章 操作系统引论,操作系统的目标和作用操作系统的发展过程操作系统的基本特征操作系统的主要功能操作系统的结
12、构设计,Page 33,2018/1/4,操作系统的发展过程,无操作系统的计算机系统（1946 50年代）单道批处理系统（ 50年代末 60年代中）多道批处理系统（ 60年代中 70年代中）分时系统 （ 70年代中期至今）实时系统 （ 70年代中期至今）嵌入式操作系统,Page 34,2018/1/4,第一代计算机,Page 35,2018/1/4,人工操作方式(慢羊羊的烦恼),1946 50年代（电子管），集中计算（计算中心），计算机资源昂贵工作方式用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员；编程语言：机器语言输入输出：纸带或卡片,Page 36,2018/1/4,人工操作方式(
13、慢羊羊的烦恼),Page 37,2018/1/4,人工操作方式(慢羊羊的烦恼),Page 38,2018/1/4,人工操作方式的工作特点用户独占全机：资源不被其他用户占用，资源利用率低CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低,人工操作方式(慢羊羊的烦恼),严重降低了计算机资源的利用率人机矛盾！,Page 39,2018/1/4,脱机输入/输出（Off-Line I/O）方式(慢羊羊的烦恼.续),磁带出现，引入外围机事先将用户程序或数据的纸带或卡片装入纸带输入机，在外围机的控制下输入到磁带上，CPU从磁带上读入数据；输出过程正好相反特点减少了CP
14、U的空闲时间提高I/O速度,随着硬件不断发展，CPU速度的提高、系统规模扩大，人机矛盾日益严重，如何解决？提高输入速度,磁带,磁带,磁带,磁带,40,将程序编写到卡片上将卡片拿到1401把卡片读到磁带上将磁带放到7094上进行计算 将磁带放到 1401 上打印输出,Page 41,2018/1/4,无操作系统的主要问题,主要矛盾计算机处理能力的提高，手工操作的低效率（造成浪费）每个程序运行都需手工操作； 例如 原来：程序运行1小时，手工操作3分钟 计算能力提高后：程序运行6分钟，手工操作3分钟 。 0.6 。3 。 用户独占全机的所有资源；提高效率的途径专门的操作员批处理,Page 42,20
15、18/1/4,操作系统的发展过程,无操作系统的计算机系统单道批处理系统多道批处理系统分时系统实时系统嵌入式操作系统,Page 43,2018/1/4,单道批处理系统（Simple Batch Processing System）,50年代末 60年代中（晶体管）：主要针对第二代通用计算机，如IBM 1401, IBM 7094, etc.外存有了磁带(每盘磁带含多个用户程序)将一批作业输入到磁带上，由系统中的一个专门的监督程序（Monitor）依次处理每个作业。可使用汇编语言开发批处理中的作业的组成用户程序数据作业说明书（作业控制语言）,Page 44,2018/1/4,单道批处理系统的处理流程,Page 45,2018/1/4,两种批处理方式-联机批处理,用户提交作业：以纸带或卡片为介质操作员合成批作业：结果为磁带介质批作业处理：对批作业中的每个作业进行相同的处理：从磁带读入用户作业和编译链接程序-编译链接用户作业-生成可执行程序-启动执行-执行结果输出这时的问题：慢速的输入输出处理仍直接由主机来完成。输入输出时，CPU处于等待状态,
