程序设计广西大学ppt培训课件

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1、操作系统原理,主讲：陈笑蓉贵州大学计算机科学与技术学院,操作系统是计算机科学与技术专业的主要专业基础课，也是本专业的一门核心骨干课程.软件产业在IT产业中占据着核心地位,操作系统是所有软件的基础,是软件的根本,是计算机系统中的核心系统软件。操作系统是计算机科学领域中最活跃的学科之一,发展极为迅速。本课程的学习目的在于使学生掌握操作系统的基本概念、基本原理、设计方法和实现技术，具有初步分析实际操作系统的能力，为其今后在相关领域开展工作打下坚实的基础。,操作系统的地位和作用,3,操作系统与其它专业课程的关系,前趋基础课程 计算机组成原理（组织与结构） 程序设计基础 数据结构 后继发展课程 软件工程

2、 数据库基础 计算机网络 高级程序设计,4,成绩评定,总分=平时成绩+考试成绩+加分 平时成绩30 实验:20% 作业:5% 出勤:5% 考试成绩70 加分 每指出一个教学错误加0.51分 发现教材上的一个错误加0.52分 每项得分不得低于该项的60%,否则总分自动为不及格若按照学分制，则期末考试成绩占100,5,实验,实验一 进程调度 实验二 作业调度 实验三 SPOOLING模拟系统 实验四 磁盘存储空间的分配和回收 实验五 驱动调度 实验六 文件管理 实验七 资源分配,6,实验安排,以主程序员组的形式： 每组自选一个实验题目，但不得选相同的题目； 每组4人（可自由组合）； 每组一个组长，

3、并负责本组所有组织、任务安排及协调。,7,实验要求,要求提供如下结果： 各种说明书 设计（20） 分析（10） 手册（10） 软件（30%） 源代码（30%） 本学期16周之前完成所有要求，否则自动放弃。,8,序一：如何构建一个计算机系统？,买硬件 主板、CPU、内存条、显示器、键盘、鼠标 组装 安装操作系统 安装软件（文字处理、多媒体、程序开发） 大功告成！,9,序二：计算机系统的启动,开机自检（硬件检测：键盘、处理器、存储器） 引导程序装载（boot） 由引导程序装载操作系统模块 操作系统执行核心进程等待事件,10,序三：学习操作系统的目的,什么是操作系统? 感性：Dos、Windows、

4、UNIX、Linux、OS2 理性：管理资源的软件系统 为什么计算机需要操作系统? 方便使用计算机的资源 安全使用计算机的资源 为什么要学操作系统？ 理论：分析、设计新的操作系统 实践：应用 学习目标： 扎根于理论，应用于实践！,11,本课程主要内容,概论 作业管理 处理机管理（进程管理、处理机调度） 存储管理 设备管理 文件管理 死锁处理 UNIX操作系统实例,第一章 操作系统概论,什么是操作系统？ 操作系统的形成与发展 操作系统的类型 操作系统的功能 操作系统的特征,13,1.1 什么是操作系统,计算机系统的层次结构 计算机系统组成：硬件+软件 硬件：计算机物理装置。指计算机系统中那些 “

5、硬的” 物理设施，即各种处理机，存储器（主存和辅存），输入输出（显示器、键盘、打印机等）设备和通信设备等。 软件：指由计算机硬件执行以完成一定任务的所有程序及数据。如：操作系统、文字处理程序、图象处理程序、软件开发环境等。,14,微 型 机：处理机+存储器+输入输出设备。 总线结构（各部分通过总线交换信息）。 裸机！,计算机硬件组织,15,特点：CPU命令输入输出机(通道)来负责进行管理和控制。中央处理机不能直接从 输入输出设备中取/存数据，因为它们之间没有直接的数据线相连。,处 理 机,存 储 器,选择通道,硬 盘,多路通道,成组多路通道1,鼓,带,卡片输出机,卡片输出机,卡片输出机,卡片输

6、出机,成组多路通道2,中小型计算机主要由：CPU、存储器、输入输出设备、输入输出处理机（通道）组成。,中小型计算机的硬件组织,16,第一节 什么是操作系统,计算机系统的层次结构 裸机操作系统虚拟机 所有系统应用程序以及更上层的用户程序都在操作系统虚拟机上运行，它们受操作系统的统一管理和控制，通过操作系统使用各种系统资源来完成特定的任务。,17,对操作系统的认识,中央处理器CPU是整个系统硬件的核心和基础,比喻为计算机的心脏; 操作系统是整个软件系统的核心和基础，比拟为计算机的大脑。 计算机系统简单层次的再认识 对操作系统的认识 从用户的观点来看操作系统， 从操作系统设计者(系统分析员）的观点来

7、看操作系统,18,认识操作系统 （二）,从内部来认识操作系统 （主要看它的实体结构 ） 操作系统是如何组成、如何工作、如何对外提供服务的。从操作系统分析、设计者的角度。它主要分为资源管理的观点和任务组织的观点。 资源管理的观点。操作系统的工作就是当用户程序和其他应用程序争用这些资源的时候提供一种有序的和可控的分配，也就同时完成了系统工作流程的控制。其任务是如何使系统资源得到充分合理的使用，解决用户的任务因争夺资源而产生的矛盾。 OS=管理程序模块十算法十数据结构十事件驱动,资源是指计算机系统为了进行数值计算和数据处理所需要的各种物质基础，通常分为系统硬件资源和软件资源；,19,认识操作系统 （

8、二）,2. 任务组织的观点 。计算机系统要完成用户的各种各样的请求，这些请求通过作业或者任务的方式提交给系统，它们各自都是一次独立的计算过程，操作系统则是在这众多的计算过程中切换处理器。它是计算机系统工作流程的组织者，负责协调在系统中运行的各个任务的推进速度，提高系统的吞吐率。,20,对操作系统认识的结论,操作系统对计算机操作者和用户而言是一个用户环境，一个工作平台，是一个人与机器进行交互式操作的界面。对系统设计者来说是一种强功能的系统资源管理程序，一种包含有各种数据结构和算法的集成式软件系统。 即：操作系统的作用、实体和效果 控制和管理计算机系统的硬件和软件资源，使之得到有效的利用； 合理地

9、组织计算机系统的工作流程以增强系统的处理能力； 提供给用户一个良好的操作界面，使用户能通过操作系统方便地使用计算机。,21,操作系统定义,操作系统是直接控制和管理计算机的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程以及方便用户使用计算机的程序的集合。,22,1.2 操作系统的形成和发展,计算机的发展简述 “分析机”：Charles abbage(17921871) Ada Lovelace 第一代计算机（19451955）：真空管和插板 40年代采用接插板或开关板控制计算机操作。无操作系统！ 第二代计算机（19551965）：晶体管 用程序来管理和控制其他的程序的方式 。监控程序！早期批处理系统

10、！使用纸带。,23,计算机的发展历史,1946: ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) 18000个电子管，另加1500个继电器以及其它器件，其总体积约90立方米，重达30吨，占地170平方米，需要用一间30多米长的大房间才能存放。耗电量为140千瓦，运算速度为每秒5000次加法，或者400次乘法,24,第三代计算机（19651980）：中小规模集成电路芯片 计算机的应用形成两个主要领域，即科学与工程计算和商务与数据处理。形成了通用计算机的概念。 多道程序的分时操作系统和多处理器操作系统。完整操作系统! OS360操作系统 在

11、这一历史阶段中，操作系统主要是基于多道程序的分时操作系统和多处理器操作系统，也称为传统操作系统 第四代计算机（19801994）：大规模和超大规模集成电路个人计算机 IBM 现代操作系统 智能计算和网络计算新一代操作系统,25,计算机历史上的一些重要记事,1957: IBM （成立于1911年） FORTRAN 高级语言开发成功 。1981年8月12日推出了IBM-PC 。 1981年，不久之后就催生了微软和Intel这两大PC时代的霸主，并造就了Compaq等一大批IBM PC“兼容机”制造厂商。PC产业由此诞生。 1960: ALGOL：第一个结构化程序设计语言推出。 1961: COBO

12、L (COmmon Business-Orientated Language)语言 1967: Niklaus Wirth开始开发PASCAL语言，1971年完成 1969: ARPANET计划开始启动 1968: Robert Noyce和他的几个朋友创办了INTEL公司。 1972: C语言的开发完成 1975: Bill Gates和Paul Allen创办MicorSoft公司 。 1982: Compaq公司发布了其IBM-PC兼容机。 1976: Stephen Wozinak 和Stephen Jobs 创办苹果计算机公司， 1984: 苹果公司推出GUI界面的操作系统 1965

13、 年:Thomas E.Kurtz 和John Kemeny 完成BASIC(Beginner s All-purpose Symbolic Instruction Code)语言,26,CPU,Intel 创立于1968年 1971年,推出了第一款微處理器4004 1974年,第一塊真正的處理器8080 1982年,推出了我們現在無比熟悉的x86體系結構 1993年,第一款Pentium（奔騰）處理器上市.(最早採用超標量結構的處理器 ).1996年面市的Pentium MMX（多能奔騰）是Pentium的升級版本 (57條MMX 指令，處理多媒體的能力提高60) 1995年 Pentium

14、 Pro（高能奔騰） P6系列（不是直接處理x86指令，而是將x86指令轉換成類似RISC指令的內部指令再執行 ） 1997 年，Pentium ，首次採用了最新的slot1介面標準。Pentium 的二級緩存和相關電路抽離出來，再把塑膠盒子也去掉，再改一個名字，這就是Celeron， 1998 年，Pentium ，增加了互聯網 70條 SSE指令集 2000年11月，Pentium4（奔騰4）。新增加了144條被稱為“Streaming SIMD Extensions 2”的指令。這些指令“適用於數據流媒體處理、運行交互性遊戲、演示MP3視頻資訊等”,27,OS,1970: Ken Tho

15、mson和Dennis Ritchie开始开发UNIX操作系统 ；（SYSTEM,BSD） 1980年10月: MS-DOS/PC-DOS开发工作开始了。但微软并没有自己独立的操作系统，他们买来别人的操作系统并加以改进。但IBM测试时竟发现有300个BUG。于是他们又继续改进，最初的DOS1.0有4000行汇编程序。1985年开始Windows计划（仿Macintosh ），1990年发布3.0V。真正让微软一统江湖、登上软件霸主宝座的，还是其Windows系列操作系统。 1991 - August 。Linux is born with the following post to the U

16、senet Newsgroup comp.os.minix: Hello everybody out there using minix- Im doing a (free) operating system (just a hobby, wont be big and professional like gnu) for 386(486) AT clones.,28,我国的计算机和操作系统,国防科技大学的“银河”系列机分别于1983 、1993和1997年突破每秒运算速度亿、十亿和百亿次 ； 国家智能机研发中心的“曙光”等系列机自1993年开始问世 ； 1999年微处理器“龙芯”问世（0.18 m ） 操作系统： CCDOS 红旗等 感想？！,29,1.3 操作系统的类型,从计算机体系结构的角度 单机操作系统(单机单任务操作系统，单机多任务操作系统) 主从式多终端操作系统 多机多用户操作系统 客户服务器结构操作系统 网络操作系统 分布式操作系统 从操作系统工作的角度 单用户系统 批处理系统 分时系统 实时系统 从操作系统设计的角度 面向进程的操作系统 面向对象的操作系统,