《unix-os教學(xué)課件》第一章-緒論

1、第1章 緒論1、計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)，硬、軟件基礎(chǔ)知識(shí)2、操作系統(tǒng)基本概念3、UNIX系統(tǒng)的主要特性4、UNIX系統(tǒng)的發(fā)展史5、開源軟件與UNIX的推廣發(fā)展重點(diǎn)、難點(diǎn)、考點(diǎn)理解掌握了解了解了解1、計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)1.1 計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)定義（WIKI/百度知道）可以存儲(chǔ)、檢索和處理數(shù)據(jù)的可編程的電子設(shè)備分類（按其大小、性能和速度）巨型機(jī): 運(yùn)行速度最快、價(jià)格昂貴，用于航空航天飛行器設(shè)計(jì)、天氣預(yù)報(bào)、三維模型、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫等復(fù)雜計(jì)算型應(yīng)用。銀河億次級(jí)巨型機(jī)、USA的CRAY-XMP、CDCCYBER205 大型機(jī): 為大型機(jī)構(gòu)的信息處理而設(shè)計(jì)的大型、快速的系統(tǒng)。I/O能力強(qiáng)大，用于銀行和電信的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)大

2、型機(jī)的相關(guān)圖片1.1 計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介小型機(jī): 是60年代由DEC(數(shù)字設(shè)備公司)公司首先開發(fā)的一類高性能計(jì)算產(chǎn)品，后期采用Unix操作系統(tǒng)，多用于服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理。IBM:AS/400 DCE:PDP7、PDP11、VAX 微機(jī): 個(gè)人計(jì)算機(jī)小型機(jī)圖片1.2 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)的基本功能：輸入、處理、輸出、存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)組成：硬件和軟件1.2 計(jì)算機(jī)硬件大多數(shù)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)包括5個(gè)基本硬件組件輸入設(shè)備、處理器單元、內(nèi)存、外部存儲(chǔ)器、輸出設(shè)備。1.2.1 輸入設(shè)備用于向計(jì)算機(jī)輸入指令或數(shù)據(jù)，例如鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、磁盤、觸摸屏等1.2 計(jì)算機(jī)硬件1.2.2 處理器單元CPU控制任務(wù)的執(zhí)行，如鍵盤

3、的輸入送到內(nèi)存、處理器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或?qū)⒉僮鹘Y(jié)果送到打印機(jī)，包括3個(gè)基本組成部分: 算術(shù)和邏輯運(yùn)算單元(ALU): 執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算寄存器: 臨時(shí)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)CPU中的數(shù)據(jù)和指令控制單元（CU）: CPU中控制和協(xié)調(diào)系統(tǒng)其他部分的動(dòng)作，以執(zhí)行程序指令的電子電路單元。用于激活其他組件和將指令和數(shù)據(jù)從內(nèi)存送到寄存器1.2.2 處理器單元指令處理操作取指令期CU將指令從內(nèi)存讀到CPU的指令寄存器CU增加指令指針寄存器的值，以指向內(nèi)存中下一條指令的位置CU給ALU發(fā)信號(hào)，通知ALU執(zhí)行該指令1.2.2 處理器單元指令處理操作指令執(zhí)行期ALU訪問指令寄存器中的指令操作碼，以確定要執(zhí)行的功能并得到指令的輸

4、入數(shù)據(jù)ALU執(zhí)行指令指令執(zhí)行結(jié)果存儲(chǔ)在寄存器中，或由CU寫入內(nèi)存單元1.2 計(jì)算機(jī)硬件1.2.3 內(nèi)存用于保存當(dāng)前程序指令；保存程序處理的數(shù)據(jù)；保存執(zhí)行程序指令時(shí)產(chǎn)生的中間結(jié)果(內(nèi)存只保存程序執(zhí)行期間的臨時(shí)數(shù)據(jù))內(nèi)存通常分為兩種類型: 隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)RAM中的數(shù)據(jù)允許修改和刪除，關(guān)機(jī)后數(shù)據(jù)會(huì)丟失，內(nèi)存條ROM中的數(shù)據(jù)和指令只能讀取，而不能更改和刪除，關(guān)機(jī)后也不會(huì)丟失，獨(dú)立的位于主板上的一個(gè)芯片1.2 計(jì)算機(jī)硬件1.2.4 外部存儲(chǔ)器-硬盤、光盤計(jì)算機(jī)只有將磁盤上的程序或數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)存后，才能執(zhí)行程序或處理數(shù)據(jù)內(nèi)存存儲(chǔ)當(dāng)前執(zhí)行的程序和正在處理的數(shù)據(jù)，而外部存儲(chǔ)器用于長(zhǎng)

5、期存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)寄存器、內(nèi)存、外部存儲(chǔ)器的區(qū)別存儲(chǔ)器類型在系統(tǒng)中的位置用途寄存器速度最快的是？存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)？?jī)?nèi)存外部存儲(chǔ)器1.2 計(jì)算機(jī)硬件1.2.5 輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)、聲音設(shè)備、繪圖儀等1.2 計(jì)算機(jī)硬件1.2.6 性能評(píng)價(jià)指標(biāo)針對(duì)每臺(tái)計(jì)算機(jī)的組成部件、各部件間的通信能力和所有性能指標(biāo)的綜合測(cè)量CPU速度: 指令的執(zhí)行速度，MIPS/MFLOPS訪問時(shí)間: 反映CPU從存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備檢索數(shù)據(jù)的速度，us/ns通道容量: 數(shù)據(jù)傳輸速率反映CPU與設(shè)備間的通信通道支持的數(shù)據(jù)傳輸能力總體性能指標(biāo): 指CPU速度、存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備的訪問時(shí)間，以及存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備與CPU間傳送通道的通道

6、容量的綜合。1.3 計(jì)算機(jī)軟件基本概念軟件等同于計(jì)算機(jī)程序，程序是控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行為的指令集合，由一組按邏輯順序執(zhí)行特定操作的指令序列組成。軟件分類系統(tǒng)軟件控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部功能的程序集合操作系統(tǒng)、編程語言、通信程序等應(yīng)用軟件聊天程序、瀏覽器、文字處理軟件等1.3 計(jì)算機(jī)軟件軟件層次劃分優(yōu)點(diǎn)是我們?cè)陂_發(fā)應(yīng)用軟件時(shí)不需要掌握跟硬件相關(guān)的物理過程，而只需要掌握系統(tǒng)軟件提供給我們的API接口函數(shù)即可2、操作系統(tǒng)基本概念操作系統(tǒng)是最重要的系統(tǒng)軟件組件，控制所有的軟件和硬件的程序集在加電后裝入內(nèi)存，一直保留直到關(guān)機(jī)2.1 操作系統(tǒng)的目標(biāo)方便計(jì)算機(jī)的使用：使操作更友好有效的使用計(jì)算機(jī)資源便于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展2

7、.2 操作系統(tǒng)的作用為用戶和應(yīng)用程序提供控制底層硬件功能的接口命令驅(qū)動(dòng)式用戶接口(Linux Shell)、菜單驅(qū)動(dòng)式用戶接口、圖形用戶接口GUI (Windows/KDE)給用戶和應(yīng)用程序分配硬件資源操作系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)資源，包括內(nèi)存、CPU時(shí)間、外圍設(shè)備；OS根據(jù)資源狀態(tài)和運(yùn)行程序優(yōu)先級(jí)給程序分配資源按用戶要求加載和執(zhí)行應(yīng)用程序2.3 操作系統(tǒng)模型操作系統(tǒng)的分層模型內(nèi)核層: 把軟件和硬件的信息交流限制在內(nèi)核層，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層與硬件層的隔離命令層(shell): 提供用戶接口界面，是操作系統(tǒng)中唯一與用戶直接通信的部分服務(wù)層: 服務(wù)層接受來自應(yīng)用程序或命令層的服務(wù)請(qǐng)求，并將它們翻譯成傳送給內(nèi)核的詳

8、細(xì)命令。該層提供訪問I/O設(shè)備、訪問存儲(chǔ)設(shè)備、文件操作等服務(wù)2.3 操作系統(tǒng)模型內(nèi)核：負(fù)責(zé)所有與硬件相關(guān)的功能，常駐內(nèi)存，是UNIX系統(tǒng)的核心部分。用戶不能直接訪問內(nèi)核模塊UNIX的系統(tǒng)模型2.3 操作系統(tǒng)模型常駐模塊層：提供執(zhí)行用戶請(qǐng)求服務(wù)的例程。完成輸入/輸出、文件、設(shè)備、內(nèi)存和處理器時(shí)鐘的管理，常駐內(nèi)存。工具層：通常稱為shell。是UNIX操作系統(tǒng)的一部分，是用戶與UNIX交互的一種接口。常駐磁盤，在用戶登錄時(shí)即調(diào)入內(nèi)存。虛擬計(jì)算機(jī)：UNIX向每個(gè)用戶提供一個(gè)執(zhí)行環(huán)境，稱為虛擬機(jī)，每個(gè)用戶都有專用虛擬機(jī)，包括終端和共享的其他計(jì)算機(jī)資源。進(jìn)程：UNIX通過進(jìn)程向每個(gè)用戶和程序分配資源。小

9、知識(shí)點(diǎn)2.4 操作系統(tǒng)術(shù)語操作系統(tǒng)環(huán)境單任務(wù): 為一次只執(zhí)行一個(gè)進(jìn)程設(shè)計(jì)的，用于單用戶環(huán)境多任務(wù): 一次能執(zhí)行一個(gè)用戶的多個(gè)程序多用戶: 多個(gè)用戶可以使用同一個(gè)主機(jī)示例示例2.4 操作系統(tǒng)術(shù)語2.4 操作系統(tǒng)術(shù)語操作系統(tǒng)環(huán)境分時(shí): 為正在使用中的用戶所要求的在線處理環(huán)境而設(shè)計(jì)的，多用戶共享主機(jī)的處理時(shí)間。分時(shí)系統(tǒng)給每個(gè)用戶任務(wù)分配時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片只執(zhí)行任務(wù)的一部分程序批處理: 是為不需要用戶干預(yù)而執(zhí)行多個(gè)程序設(shè)計(jì)的。有沒有同學(xué)熟悉批處理的？2.4 操作系統(tǒng)術(shù)語內(nèi)存容量限制: 計(jì)算機(jī)是順序處理設(shè)備，在每個(gè)處理周期它一次執(zhí)行一條指令，因此不必將整個(gè)程序全部放入內(nèi)存中虛擬內(nèi)存: 在使用虛擬內(nèi)存時(shí)，

10、程序必須分割成以頁為單位的小塊，在OS控制下只有程序的基本頁讀入到內(nèi)存，以支持運(yùn)行程序正在執(zhí)行的處理；程序的其他頁被放置在硬盤的一個(gè)交換區(qū)域，通過在交換區(qū)域和RAM交換頁。第一次課 小結(jié)基本課程介紹計(jì)算機(jī)組成：硬件和軟件計(jì)算機(jī)的硬件包含5個(gè)組件：輸入設(shè)備、處理器設(shè)備、內(nèi)存、外部存儲(chǔ)器、輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)軟件的分類操作系統(tǒng)的目標(biāo)、作用、分層模型、基本術(shù)語考點(diǎn)：操作系統(tǒng)的作用和基本術(shù)語，特別是理解分時(shí)、虛擬內(nèi)存的概念Linux的虛擬機(jī)安裝作業(yè)1：安裝虛擬機(jī)+Linux操作系統(tǒng)補(bǔ)充1：Unix/Linux環(huán)境搭建可以單獨(dú)安裝Unix/Linux操作系統(tǒng)；也可以先安裝虛擬機(jī)(如VMware 6.0)，然后

11、安裝Linux系統(tǒng)（注意需要將Linux網(wǎng)絡(luò)配通）然后通過遠(yuǎn)程登錄工具（如Telnet、FTP等）登錄上述服務(wù)器著重講解VMware虛擬機(jī)的三種網(wǎng)絡(luò)配置方式給大家演示幾種Linux服務(wù)器的實(shí)例留給學(xué)生思考VMware 6.0Linux on VmwareSolaris on VMware遠(yuǎn)程登錄演示Linux簡(jiǎn)單命令顯示當(dāng)前目錄：pwd轉(zhuǎn)換目錄：cd創(chuàng)建目錄：mkdir刪除文件與目錄：rm拷貝文件：cp顯示文件列表：ls或ll清屏：clear執(zhí)行程序：./程序名回顧第 1 次課的內(nèi)容計(jì)算機(jī)硬件組成輸入設(shè)備、內(nèi)存、處理器、外存、輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)軟件組成系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件VMware虛擬機(jī)安裝步驟上

12、網(wǎng)的設(shè)置：虛擬網(wǎng)卡（VMnet1、2、8）第1次課 問題（1） 是主要控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部功能的程序集合。（2） 是最重要的系統(tǒng)軟件組件，控制所有的軟件和硬件的程序集。（3） : 為一次只執(zhí)行一個(gè)進(jìn)程設(shè)計(jì)的，用于單用戶環(huán)境（4） : 一次能執(zhí)行一個(gè)用戶的多個(gè)程序（5） : 多個(gè)用戶可以使用同一個(gè)主機(jī)（6）理解分時(shí)和虛擬空間的概念3、UNIX系統(tǒng)的主要特性可移植性可運(yùn)行各種類型的計(jì)算機(jī)上，支持不同的硬件多用戶性能多個(gè)用戶同時(shí)共享計(jì)算機(jī)資源多任務(wù)性能允許多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行，前臺(tái)、后臺(tái)分級(jí)文件系統(tǒng)采用樹狀目錄組織文件，頂級(jí)是/目錄了解3、UNIX系統(tǒng)的主要特性與設(shè)備獨(dú)立的輸入和輸出操作UNIX將所有設(shè)備作為

13、文件進(jìn)行處理，對(duì)于所有設(shè)備采用通用的輸入、輸出命令（含重定向）用戶界面：shellShell是用戶與系統(tǒng)的接口，shell還是一種命令解釋程序Shell腳本，若干命令組成的文件系統(tǒng)工具文本編輯工具、系統(tǒng)管理工具等4、UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展史1965年，由AT&T，MIT和GE聯(lián)合開發(fā)Multics (Multiplexed Information and Computing Service)； 1969年，Ken Thompson 和 Dennis Ritchie在PDP-7 上用匯編語言開發(fā)出UNIX(太空旅行的游戲)；1970年，在PDP-11系列機(jī)上(11/20，11/40，11/45)

14、用匯編開發(fā)出UNIX v.1。在此過程中，機(jī)器的硬件逐漸復(fù)雜，UNIX所支持的特征也不斷豐富，增加了文字處理程序；1975年，發(fā)表UNIX v.6 并廣泛擴(kuò)散到大學(xué)和科研單位, 為后期發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)了解4、UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展史1979年，優(yōu)化后發(fā)布UNIX v.7UNIX的第一個(gè)商業(yè)版本我國開始研究應(yīng)用的最早版本；1982年，AT&T發(fā)布UNIX System III，完全轉(zhuǎn)向?yàn)樯鐣?huì)提供的商品軟件；1983年，AT&T發(fā)布UNIX System V，系統(tǒng)功能已趨于穩(wěn)定和完善。此后System V又有一系列的公布號(hào): 1.0/2.0/2.3/3.5/4.0/4.2等, 現(xiàn)在最后版本為

15、System V Release 4 (SVR4)4、UNIX操作系統(tǒng)的發(fā)展史目前： BSD Unix和AT&T的Unix System V形成了當(dāng)今Unix的兩大主流BSD Unix在學(xué)術(shù)界（Berkeley UNIX ）System V在工業(yè)界（AT&T UNIX系統(tǒng)V）UNIX系統(tǒng)V：1983年AT&T發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)的UNIX系統(tǒng)V，商業(yè)應(yīng)用的主流Berkeley UNIX：70年代末Berkeley的CSRG使用Unix對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行研究，提出BSD 版本, 主要用于工程設(shè)計(jì)和科學(xué)計(jì)算5、開源軟件與UNIX的推廣發(fā)展開源軟件（Open Source）建立開源軟件的目的是為了打破商業(yè)軟件在市場(chǎng)

16、上占?jí)艛嗟匚坏臓顩r，使軟件開發(fā)更具生命力1984年，Richard Stallman提出開源思想推薦網(wǎng)站sourceforge，最大收益軟件Linux促進(jìn)UNIX發(fā)展的重要組織機(jī)構(gòu)聯(lián)合體組織：（USGUSDLUSL），對(duì)UNIX的標(biāo)準(zhǔn)化大學(xué)組織：加州大學(xué)伯克利分校，BSD UNIX各種開源組織了解6、其他UNIX操作系統(tǒng)AIX：IBM公司的UNIX操作系統(tǒng)版本，與SVR4相似，針對(duì)IBM的機(jī)器進(jìn)行了優(yōu)化和增強(qiáng)。HP-UX：惠普公司的UNIX操作系統(tǒng)版本，為在惠普計(jì)算機(jī)和工作站上使用和開發(fā)的。LinuxLinux由芬蘭赫爾辛基大學(xué)的Linus Torvalds創(chuàng)建1991年10月，Linux第一個(gè)公開版0.02版發(fā)布 1994年3月，Linux 1.0版發(fā)布 Linux的標(biāo)志是可愛的企鵝，取自芬蘭的吉祥物6、其他UNIX操作系統(tǒng)SolarisSolaris是Sun公司基于UNIX系統(tǒng)V第