教材：《计算机操作系统（第三版）》汤小丹、汤子瀛等编西安电子科大出版社参考教材：《操作系统概念（第六版）》AbrahamBaerGalvin,GregGagne著，郑扣根译高等教育出版社第一章引论计算机系统由软硬件组成，操作系统是用户和硬件系统之间的接口其他的系统软件和应用软件都必须依赖它的支持。1.1操作系统的目标和作用1.1.2操作系统的作用图1-1OS作为接口的示意图(1)命令方式。这是指由OS提供了一组联机命令(语言)，用户可通过键盘输入有关命令，来直接操纵计算机系统。(2)系统调用方式。OS提供了一组系统调用，用户可在自己的应用程序中通过相应的系统调用，来操纵计算机。(3)图形、窗口方式。用户通过屏幕上的窗口和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。2.OS作为计算机系统资源的管理者计算机系统资源分为四类：处理器、存储器、I/O设备以及信息(数据和程序)。处理机管理，用于分配和控制处理机；存储器管理，主要负责内存的分配与回收；I/O设备管理，负责I/O设备的分配与操纵；文件管理，负责文件的存取、共享和保护。3.OS用作扩充机器裸机：一台完全无软件的计算机系统。扩充机器或虚机器：覆盖了软件的机器。若在裸机上覆盖上一层I/O设备管理软件，可用来进行数据输入和打印输出。若再覆盖上一层文件管理软件，可用来进行文件的存取。若再覆盖一层面向用户的窗口软件，则用户便可在窗口环境下方便地使用计算机，形成一台功能更强的虚机器。1.1.3推动操作系统发展的主要动力1.2操作系统的发展过程2.脱机输入/输出(Off-LineI/O)方式1.2.2单道批处理系统2.单道批处理系统的特征单道批处理系统并非是现在人们所理解的OS。但比起人工操作方式的系统已有很大进步。该系统的主要特征如下：(1)自动性。(2)顺序性。(3)单道性。1.2.3多道批处理系统多道程序设计技术的好处：提高CPU的利用率。图1-4单道和多道程序运行情况(2)可提高内存和I/O设备利用率。(3)增加系统吞吐量。2.多道批处理系统的特征3.多道批处理系统的优缺点4.多道批处理系统需要解决的问题1.2.4分时系统2.分时系统实现中的关键问题3.分时系统的特征1.2.5实时系统根据对截止时间的要求来划分(1)硬实时任务。系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。(2)软实时任务。它也联系着一个截止时间，但并不严格，若偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响也不会太大。1.3操作系统的特征1.3.2共享(Sharing)共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用。1.互斥共享方式临界资源或独占资源：在一段时间内只允许一个进程访问的资源（如打印机、磁带机）2.同时访问方式允许多个进程“同时”对它们进行访问。宏观上同时，在微观上，交替访问。（磁盘、文件）并发和共享关系：一方面，有并发才有共享另一方面，若系统不能协调好诸进程对共享资源的访问，也必然影响到程序并发执行的程度，甚至根本无法并发执行。1.3.3虚拟(Virtual)“虚拟”，是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。虚拟处理器：处理机同时为多个用户服务，使每个终端用户都认为是有一个CPU在专门为他服务。虚拟存储器：通过虚拟存储器技术，用户所感觉到的内存容量比实际内存容量大得多。虚拟设备：通过虚拟设备技术，将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑上的I/O设备，并允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设备。（如打印机）1.3.4异步性(Asynchronism)1.4操作系统的主要功能2.进程同步进程同步的主要任务是协调多个进程(含线程)的运行。两种协调方式：①进程互斥：是指诸进程(线程)互斥地访问临界资源；②进程同步：同步机构协调合作完成共同任务的进程(线程)的执行次序。最简单进程互斥的机制，是为每一个临界资源配置一把锁W，当锁打开时，允许访问；而当锁关上时，则禁止访问。3.进程通信进程通信：实现在相互合作的进程之间的信息交换。如，有三个相互合作的进程，它们是输入进程、计算进程和打印进程）直接通信：处于同一计算机系统相互合作的进程(线程)间的通信方式。源进程将消息(message)挂到目标进程的消息队列上，目标进程从其消息队列中取出消息。4.调度在后备队列上等待的每个作业，通常都要经过调度才能执行。作业调度，是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配其必需的资源(首先是分配内存)。进程调度，是从进程的就绪队列中选出一新进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，使进程投入执行。在多线程OS中，通常是把线程作为独立运行和分配处理机的基本单位。1.4.2