-1-操作系统学习与指导-2-操作系统学习与指导前言操作系统是计算机系统中最重要的系统软件,操作系统课程也是计算机专业的主干课程之一。由于操作系统课程的内容是由计算机各操作系统的组成结构、设计思想、方法和理论综合而成的,所以,该课程知识点多,概念性强,抽象。因此,学生在学习过程中往往会感到不易理解,难于掌握。《计算机操作系统学与练》与汤子瀛主编的《计算机操作系统(修订版)》教材同步。全书共分10章,分别与《计算机操作系统(修订版)》的十章对应,其中第一章介绍了操作系统的作用,发展过程,特征和功能,第二章介绍了进程和线程的基本概念、进程控制、进程同步和进程通信,第三章了介绍了处理机调度与死锁,第四,五,六,七章分别介绍了存储器管理、设备管理、文件管理和操作系统接口,第八章介绍了目前比较热门的网络操作系统,第九章是系统的安全性相关问题,第十章是关于UNIX系统的问题。书中题目类型紧扣当前热门高校硕士研究生入学考试试卷中的题型。由于时间仓促,水平有限,书中难免存在错误和缺点,希望同学们批评指正。重庆交通学院计算机与信息学院2005-5-10-3-操作系统学习与指导第一章操作系统引论基本知识点:操作系统的定义???功能,操作系统的基本类型及其特点,多道程序设计技术。重点:多道程序设计,操作系统的定义、特点、功能及分类。难点:分析多道程序运行的时间关系。操作系统的目标和作用->什么是操作系统->操作系统的目标和作用->操作系统的功能一、什么是操作系统1.计算机系统:硬件:CPU、内存、I/O设备软件:系统软件(操作系统、编译程序、汇编程序、DBMS)、应用软件、信息数据2.操作系统:合理组织计算机的工作流程,有效控制和管理计算机系统的各类资源,并方便用户使用计算机的程序和数据结构的集合。用户(应用程序)与计算机硬件之间的接口。二、操作系统的目标和作用1.OS的目标方便性:使计算机易学易用、共享资源有效性:提高系统资源的利用率和吞吐量可扩充性:能适应硬件的发展,容易升级开放性:使应???程序具备可移植性和互操作性2.OS的作用用户与计算机硬件之间的接口计算机系统资源的管理者四类资源:处理器、存储器、I/O设备、信息三、操作系统的功能1.处理机管理对处理机进行分配--进程管理和调度2.存储器管理物理空间的分配和逻辑空间的扩充内存保护及数据安全3.设备管理接收用户程序的I/O请求,分配设备,促进CPU与I/O设备的并行4.文件管理外存空间分配与管理--文件系统,读/写、共享与保护等操作系统的发展过程->操作系统的完善->操作系统的发展一、操作系统的产生-4-操作系统学习与指导1945~1955无操作系统人机速度矛盾联机(On-Line)I/O脱机(Off-Line)I/O系统监督程序(OS的雏形)单道批处理FMS(FORTRANMonitorSystem)IBMSYS二、操作系统的完善55~65通道、中断和缓冲技术的出现65~80第三代集成电路多道批处理系统分时系统实时系统操作系统成为计算机系统的"管家"三、操作系统的发展:80~大规模、超大规模集成电路第四代计算机个人机(PC)、并行机计算机网络分布式计算字符(命令)界面->图形化界面操作系统的类型->单道批处理系统->多道批处理系统->分时系统->实时系统->网络操作系统->分布式操作系统一、单道批处理系统在系统运行过程中,内存中只有一个用户作业存在;把一批作业脱机输入到磁带上;系统配上监督程序;在监督程序的控制下使这批作业能一个接一个的连续得到处理;处理机使用权在监督程序和用户程序间转换。与现代操作系统有较大差距二、多道批处理系统内存中允许同时有多个用户程序存在假脱机工作方式:SPOOLing系统磁鼓、磁盘上的"作业输入井"后备作业队列、作业调度程序调度运行有I/O操作或完成作业时,调入另一个作业形成源源不断的作业流作业(处理)说明书优点:资源利用率高、系统吞吐量大、系统切换开销小-5-操作系统学习与指导缺点:无交互能力、作业平均周转时间较长三、分时系统1.分时系统的产生原因人机交互能力的需求、共享主机终端技术的成熟、方便用户上机63年麻省理工的CTSS、之后三家联合的MULTICS分时服务:时间片2.分时系统的实现方法:单道、多道、具有"前台"和"后台"3.分时系统的特征多路性、交互性、独占性、及时性四、实时系统1.实时系统系统能及时(或即时)响应外部事件???请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。2.实时系统的类型:实时控制系统实时信息处理系统3.与分时系统的比较多路性、交互性、独占性、及时性、可靠性五、网络操作系统高效可靠的网络通信能力,网络的连接协议局域网连接、广域网连接结构:C/S、PeertoPeer多种网络的服务电子邮件文件传输共享硬盘共