操作系统ppt

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1、操作系统原理principles of operating systems1作者申明本版内容的著作权为作者所有。因为教学目的使 用本版内容时，请注明所用资料来自本网站或由 本作者发送，并保留作者版权标记“2007 孟静 制作 版权所有”。将本版内容用于其他目的前， 须征得作者同意。2孟静制作 版权所有6个问题操作系统是什么? 为什么需要操作 系统? 操作系统如何工 作?这门课学什么? 为什么要学这门 课? 这门课如何学?以上关于What、Why、hoW的6个问题统 称为6W问题或3W问题3孟静制作 版权所有第一章 概论 第二章 CPU管理 第三章 内存管理 第四章 文件系统 第五章 设备管理

2、第六章 进程通信 第七章 分布式、并行和网络操作系统 第八章 性能和设计操作系统原理4孟静制作 版权所有第一章 总论1.1 操作系统是什么与为什么 1.2 操作系统大致如何工作 1.3 从各种角度总瞰操作系统 1.4 操作系统发展简史 1.5 目前常用操作系统5孟静制作 版权所有1.1 操作系统是什么与为什么1.1.1 你所用过的操作系统 1.1.2 操作系统是什么与为什么 1.1.3 操作系统规模、数量和重要性6孟静制作 版权所有1.1.1 你所用过的操作系统你知道下列哪些是操作系统吗? 极品飞车 DOS LINUX WINDOWS TURBO-C WORD FOXPRO UNIX TURB

3、O-ASM VI 一个C语言源程序7孟静制作 版权所有目前常见操作系统微软：Windows系列（以前MS-DOS） UNIX：Solaris,AIX,HP UX,SVR4,BSD,ULTRIX. 自由软件：Linux,freeBSD,Minix,Xinu, IBM:AIX,zOS(OS/390),OS/2,OS/4000,PC DOS 其他：Mac OS,NetWare,8孟静制作 版权所有你用过的操作系统能做什么?启动、结束用户程序 系统调用：例如INT指令 各种工具和命令：资源管理器 dir copy del format WINDOWS、UNIX 等提供多任务或多 用户环境9孟静制作 版

4、权所有你知道操作系统不能做什么?不做天气预报 不做房屋设计 不是编译程序总之，操作系统不直接解决最终具体应用问题 ，也不负责编译源程序.10孟静制作 版权所有1.1.2 操作系统是什么与为什么操作系统为你完成所有“硬件相关、应用无关” 的工作，以给你方便、效率、安全11孟静制作 版权所有操作系统的定义操作系统（operating system，简称OS）是计算机 中最重要的系统软件，是这样的一组系统程序的 集成：这些系统程序在用户对计算机的使用中， 即在用户程序中和用户操作中，负责完成所有与 硬件因素相关的（硬件相关）和任何用户共需的 （应用无关）基本使用工作，并解决这些基本使 用工作中的效率

5、和安全问题，为使用户（操作和 上层程序）能方便、高效、安全地使用计算机系 统，而从最底层统一提供所有通用的帮助和管理12孟静制作 版权所有OS定义用户对计算机的使用要求硬件接口使用特性差 距其他所有软件（硬件无关、应用相关OS（硬件相关、应用无关）13孟静制作 版权所有OS定义14孟静制作 版权所有操作系统是以下诸系统程序的集成 （1）用户程序的启动、中止（2）系统调用用户程序运行过程中对操作 系统的调用 （3）为常用基本操作提供实用程序 （4）改善基本使用中的效率和安全问题15孟静制作 版权所有硬件相关 应用无关涉及物理地址、 设备接口寄存器 、设备接口缓冲 区 代码量大，需硬 件知识 需随

6、硬件的变化 而变化所有应用、用 户共需 工作过程雷同 与应用无直接 关系回1.2.2.1系统调用16孟静制作 版权所有1.1.3 操作系统的规模、数量与重要性从55年出现到现在共45年，OS有多少个？ UNIX的变种数量 每个OS的版本数量、规模（源码行数）和运行 开销（占内外存空间和CPU时间）、研发成本、 价格 Solaris AIX Linux Windows 操作系统的重要性：无处不在，缺之不可 17孟静制作 版权所有操作系统工作目的和益处减轻用户编程负担 统一管理 使操作系统方便、安全、效率的工作 用户专心于应用本身18孟静制作 版权所有1.2.1 OS的第1个工作：启动和结束程序1

7、.2.2 OS的第2个工作：用户程序对OS的调用1.2.3 OS的第3个工作：为常用操作提供程序1.2.4 OS的第4个工作：解决效率和安全问题1.2 操作系统大致如何工作回章首19孟静制作 版权所有1.2.1 OS工作1：负责启动和结束程序程序的六种启动方式（其中前4由OS负责提供） 鼠标方式启动 命令方式启动 批方式启动 程序中启动方式 纯硬件启动方式 自启方式（OS本身的启动方式） 程序的两种结束方式 正常结束 非正常结束20孟静制作 版权所有程序的启动程序执行的两个前提1.程序在内存中（装入） 2.PC被置为程序在内存的入口地址 程序由谁谁、以何种方式何种方式来启动和装入？这两个问题的

8、答案形成六种启动方式。21孟静制作 版权所有程序第1种启动方式：鼠标方式启动简单 形象 免记 交互性强 实现相对繁琐些 响应相对慢些 操作有时比命令方式慢(带参数的非交互程序时,例如格式化盘)22孟静制作 版权所有程序第2种启动方式：命令方式命令方式是通过键入程序名(及参数)来启动程序 。例如：CFORMAT A：或 #mkfs /dev/fd1 命令方式在不同OS下的不同体现： LINUX、UNIX、DOS下：命令提示符与命令行 WINDOW下：开始运行：命令行窗口开始程序MSDOS：MSDOS窗口 命令方式的实现：命令解释器(程序),图(下张片)命令方式的特点和评价：过去最常用的启动方式

9、需记程序名和位置 交互性较强 有时操作比鼠标方式快(需参数的非交互程序,如格式化盘)23孟静制作 版权所有命令启动方式的工作过程24孟静制作 版权所有关于命令方式的几个思考问题提问1：既然开机通电状态任一时刻都有程序在运 行，或者说是有指令在执行，那么在PC上当C 后空（即当光标紧挨在C后闪）而操作者走开 已久未归时，机器上是在运行程序吗？如果是的 话，是什么程序？ 提问2：当你为了以参数P执行程序A，而在C后 打入一条命令“回车”，从你开始打命令到打 下了命令尾的回车，直到程序A内的第一条指令 执行前，计算机在做些什么？ 提问3：(如PC机上)从你的程序的最后一条指令执 行完到下一C出现之间

10、，计算机在做些什么？25孟静制作 版权所有程序第3种启动方式：批方式引例： 批方式是指将若干条命令放在一个文件中，该文 件可以在需要时象程序一样被启动执行（命令方 式或鼠标方式），其执行过程是由计算机自动连 续顺序地执行该文件中的这组命令。 批方式的实现和工作过程： 图 有关概念：批文件、脚本文件或程序(script)、 SHELL程序或文件(SHELL script),作业与作业步 批方式的特点和用途： 批文件的名字与位置:少数由系统规定,多数由用户自定回小节首26孟静制作 版权所有批方式之引例（教材P11） 批文件sh1之内容： cd /usr/man/man1 ls/home/drago

11、n/scls mjn=1 while test $mjn != 236 do mjflong=head -n $mjn /home/dragon/scls|tail -n 1 mjf=basename $mjflong .2 man -S 2 $mjf|cat -s|head -n 2|tail -n 1 /home/dragon/sclist mjn=$mjn+1 done27孟静制作 版权所有批方式之引例批文件sh1之编调运行方法：1.编写SHELL程序2.用编辑程序将SHELL程序输入并保存在文件SH1中3.#SH1回车4.观察运行结果，不正确则转1，正确则转55.当需要时，运行SH1（

12、同步骤3）回批方式28孟静制作 版权所有批方式的实现(通常由命令解释器实现)回批方式29孟静制作 版权所有批方式的优点程序间可以连续执行，不经人工干涉。 命令可以设计成有顺序、分支和循环控制 的形式，称为作业控制语言，使程序可以 组合执行。回批方式30孟静制作 版权所有批方式的用途把现有的程序组合起来实现更复杂的功能 特别的自动执行批文件(放在根目录下或用户主 目录下),用来自动执行每次开机或登录时的例行 工作例 启动诸如中文环境这样的集成软件或一些参数复 杂的软件，简单方便，不必要求用户了解相应启 动步骤(装字库/启动程序/装输入法等）和参数 例回批方式31孟静制作 版权所有自动批文件例MS

13、DOS下自动批文件AUTOEXEC.BAT在开机时 第一个命令提示符出现前自动执行。 path c:dosprompt $p$g32孟静制作 版权所有通过批文件启动中文环境的例子: MSDOS下通过.BAT文件而启动一个中文环境。C:UCDOSRD16 %1 C:UCDOSKNL %2 C:UCDOSPYc:ucdoswb 启动SPDOS中文环境C:CD SPDOSsplib/1spdoswbx33孟静制作 版权所有程序第4种启动方式：程序中启动方式What：在一个程序中启动另一程序 Why(引例):编译器、并发程序设计、窗口程序等 hoW：图 被启动的程序名由用户键入，或由 启动方预存或动态

14、计算产生 特点与作用（再看Why）：实际应用中经常需要程序中启动方式 便于程序的灵活方便启动与动态自动启动 前三种启动方式在内部实现时最终都是由程序中启动 方式实现的 程序中启动方式与子程序调用的比较 回小节首34孟静制作 版权所有程序中启动方式的工作过程35孟静制作 版权所有程序第5种启动方式：纯硬件启动方式是最早期的计算机工作方式 工作过程：图 Why那时用、而现在不用纯硬件启动方式？纯硬件装入要求用户程序顺序连续存放，且一个存储 介质限存一个文件，否则硬件太复杂 纯硬件启动方式下，每运行一个程序都要经过人工判 断和操作，效率低且不灵活 硬件有限的复杂程度不能对读入的程序和数据做充分 的正

15、确性检查回小节首36孟静制作 版权所有纯硬件启动方式的工作过程37孟静制作 版权所有程序第6种启动方式：自启自启方式是指由程序自身来装入与启动自己(What) 工作过程：图 (hoW)悖论与实质的部分自装入 特点与作用：早期用的较多,现除OS外已基本不用 (Why)要求顺序连续存放，且独占一个存储介质 编程麻烦，操作麻烦，存放受限 保密性好，占用内存少，启动快，独立性强，适应性 强，兼容性强 所有操作系统都是自启程序 自启与自动批文件、独立程序的比较 回小节首38孟静制作 版权所有自启方式的工作过程39孟静制作 版权所有程序结束引问：程序执行完最后一条指令后，下一条执行 什么指令？ 这与程序是否正常结束有关 程序结束 正常结束非正常结束 思考问题：自启程序如何结束？ 非正常结束处理及监控需要、运行帮助等原因， 导致OS须常驻内存对比分析表回小节首40孟静制作 版权所有正常结束与非正常结束