操作系统原理PrinciplesofOperatingSystem第一章概述1.1计算机系统概述硬件组织中央处理机、存储器、I/O设备软件层次应用软件1.2操作系统的形成和发展一、操作系统的定义二、操作系统的形成和发展控制台一个用户工作效率非常低每一用户都要自行编写涉及到硬件的源代码工作量大，难度高，易出错，需要大量人力和物力第二阶段：硬件昂贵，人力便宜简单批处理：装入程序、运行、打印结果、撤出、再重复用户把程序（卡片或磁带）交给负责调度的操作员（系统管理员）常驻监控程序自动地装入程序、运行、撤出作业多道程序批处理：在磁盘上多个作业等待运行多道程序-同时运行多个作业-选择若干作业准备运行（调度）并装入内存（存储管理）-运行一个作业，当它等待时切换至内存中的另一个作业（如需安装磁带，等键按下）多道程序设计：多个用户共享系统第3阶段硬件较以前便宜，人力昂贵成功：第4阶段硬件非常便宜，人力昂贵放弃多道程序、并发和保护机制，使OS回归简单1.3多道程序设计应用程序例在有一台CPU和两台输入/输出设备磁盘和磁带的多道程序系统中，同时投入运行2个程序A和B。这2个程序对CPU和磁盘和磁带的使用顺序和使用时间为：程序A：磁带（30S）、CPU（10S）、磁盘（30S）、CPU（10S）、磁带（20S）程序B：磁盘（20S）、CPU（30S）、磁带（40S）假定：CPU、磁盘和磁带都能并行工作试问：1、程序A和B从投入运行到运行完成所用的时间分别是多少？2、CPU、磁盘和磁带的利用率是多少？程序A1.4操作系统的功能与特性二、操作系统的特性1.5操作系统的类型一、多道批处理系统三、分时系统时间片：操作系统将CPU的时间划分成若干个片段,称为时间片操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务每次服务一个时间片分时操作系统特点四、实时系统实时操作系统五、网络操作系统计算机网络网络操作系统基于两种环境:多处理器系统多计算机系统是网络操作系统的更高级的形式保持了网络操作系统的全部功能分布式操作系统网络和分布式的区别七、嵌入式操作系统嵌入式操作系统，是运行在嵌入式智能芯片环境中，对整个智能芯片以及它所操作、控制的各种部件装置等等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的系统软件典型嵌入式操作系统的特性嵌入式操作系统的应用1.6现代操作系统的特点微内核结构对称多处理目前常用的操作系统微软Windows操作系统Windows的历史记录UNIXIBM大型计算机操作系统OS/390包括TCP/IP的多种通信协议，具有高网络安全性采用面向对象程序设计、并行处理、分布式处理以及客户机/服务器技术，具有较强的互操作性、可移植性与可扩展性在PC机时代，人们曾经估计大型计算机会衰亡IBMS/390是大型计算机复活的一个典型LinuxLinux是一个免费的操作系统，用户可以免费获得其源代码，并能够随意修改。它是在共用许可证GPL（GeneralPublicLicense）保护下的自由软件Linux具有许多Unix系统的功能和特点，能够兼容Unix，但无需支付Unix高额的费用。Linux的应用广泛：Sony最新的PS2游戏机采用Linux作为系统软件。著名的电影《泰坦尼克号》的数字技术合成工作就是利用100多台Linux服务器来完成的。Linux的优点1、完全免费用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源代码。来自全世界的无数程序员参与了Linux的修改、编写工作2、完全兼容POSIX1.0标准在Linux下可运行常见的DOS、Windows的程序3、多用户、多任务Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响。4、良好的界面Linux同时具有字符界面和图形界面。5、丰富的网络功能在Linux中，用户可实现网页浏览、文件传输、远程登陆等网络工作。并且可以作为服务器提供WWW、FTP、E-Mail等服务。6、可靠的安全、稳定性能Linux采取了许多安全技术措施，其中有对读、写进行权限控制、审计跟踪、核心授权等技术，为安全提供了保障。7、支持多种平台Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。2001年1月份发布的Linux2.4版内核已经能够完全支持Intel64位芯片架构。同时Linux也支持多处理器技术。多个处理器同时工作，使系统性能大大提高。Linux的不足由于在现在的个人电脑操作系统行业中，微软的Windows系统仍然占有大部分的份额，绝大多数的软件公司都支持Windows