主講教師：萬壽紅中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)絡(luò)學(xué)院

主講教師：萬壽紅中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院操作系統(tǒng)教材史杏榮、楊壽保編著，《操作系統(tǒng)原理與實現(xiàn)技術(shù)》，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1997參考書湯子瀛等著，《計算機操作系統(tǒng)》，西安電子科技大學(xué)出版社，1996

張堯?qū)W史美林，計算機操作系統(tǒng)教程，清華大學(xué)出版社周長林左萬歷，計算機操作系統(tǒng)教程，高等教育出版社作業(yè)統(tǒng)一閉卷筆試課程目的：了解操作系統(tǒng)的功能、基本原理和實現(xiàn)技術(shù)，加深對計算機運行環(huán)境的理解?；疽螅赫莆找话悴僮飨到y(tǒng)的進程管理、作業(yè)管理、存儲管理、設(shè)備管理和文件管理的功能、原理與實現(xiàn)的基本思想，初步體會具體操作系統(tǒng)在這些方面的工作機制。1.1什么是操作系統(tǒng)1.2操作系統(tǒng)發(fā)展史1.3操作系統(tǒng)的分類1.4研究操作系統(tǒng)的幾種觀點第一章引論計算機系統(tǒng)(層次結(jié)構(gòu))軟件硬件及固件（裸機）應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件編輯軟件，編譯軟件操作系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的組成1.1什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的地位和目標操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的地位有效性（系統(tǒng)管理人員的觀點）方便性（用戶的觀點）引入操作系統(tǒng)的目標:

OS是計算機硬件、軟件資源的管理者。管理的對象：CPU、存儲器、外部設(shè)備、信息（數(shù)據(jù)和軟件）；管理的內(nèi)容：資源的當前狀態(tài)（數(shù)量和使用情況）、資源的分配、回收和訪問操作，相應(yīng)管理策略。操作系統(tǒng)的作用

OS是用戶使用系統(tǒng)硬件、軟件的接口。系統(tǒng)命令（命令行、菜單式、命令腳本式、圖形用戶接口GUI）；系統(tǒng)調(diào)用（形式上類似于過程調(diào)用，在應(yīng)用編程中使用）。在裸機上添加：設(shè)備管理、文件管理、存儲管理（針對內(nèi)存和外存）、處理機管理（針對CPU）；合理組織工作流程：作業(yè)管理、進程管理。操作系統(tǒng)的非形式化定義（關(guān)鍵點）：系統(tǒng)軟件，程序模塊的集合，資源管理和用戶接口功能

OS是擴展機(extendedmachine)/虛擬機(virtualmachine)。MSOS:MSDOS,MSWindows3.x,Windows95,WindowsNT,Windows2000UNIX:BSD,SRV4,OSF1,SCOUNIX,AIX,Solaris,LinuxNOS:NovellNetware操作系統(tǒng)舉例1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展史手工操作批處理系統(tǒng)(batchprocessing)多道程序系統(tǒng)(multiprogrammingsystem)分時系統(tǒng)(time-sharingsystem)實時系統(tǒng)(real-timesystem)工作方式用戶：用戶既是程序員，又是操作員；用戶是計算機專業(yè)人員；編程語言：為機器語言；輸入輸出：紙帶或卡片；1946－58年（電子管）：集中計算（計算中心），計算機資源昂貴；手工操作主要矛盾計算機處理能力的提高，手工操作的低效率（造成浪費）；用戶獨占全機的所有資源；提高效率的途徑專門的操作員，批處理工作特點用戶獨占全機CPU等待用戶批處理中的作業(yè)的組成：用戶程序數(shù)據(jù)作業(yè)說明書（作業(yè)控制語言）58年－64年（晶體管）：利用磁帶把若干個作業(yè)分類編成作業(yè)執(zhí)行序列，每個批作業(yè)由一個專門的監(jiān)督程序（Monitor）自動依次處理?？墒褂脜R編語言開發(fā)。批處理系統(tǒng)(batchprocessingm)兩種批處理方式

(1)聯(lián)機批處理（早期）（解決人機矛盾）用戶提交作業(yè)操作員合成批作業(yè)批作業(yè)處理：對批作業(yè)中的每個作業(yè)進行相同的處理：從磁帶讀入用戶作業(yè)和編譯鏈接程序，編譯鏈接用戶作業(yè)，生成可執(zhí)行程序；啟動執(zhí)行；執(zhí)行結(jié)果輸出。問題：慢速的輸入輸出處理仍直接由主機來完成。輸入輸出時，CPU處于等待狀態(tài)。優(yōu)點己：同一有批內(nèi)說各作內(nèi)業(yè)的石自動綁依次爆更替奪，改薯善了魔主機CP樹U和I/嫩O設(shè)備代的使沒用效級率，提高描了吞壞吐量。缺點：磁顏帶或糧磁盤需要龍人工謀裝卸畫，作匯業(yè)需喘要人荷工分菊類，監(jiān)免督程溪序易熊遭到砍用戶疏程序杏的破訊壞（鴉由人拍工干茅預(yù)才錢可恢潔復(fù)）仔。利用漂衛(wèi)星過機完牢成輸秒入輸輸出功營能。邊主機侄與衛(wèi)復(fù)星機爐可并約行工氧作。兩種影批處獄理方泡式(2冤)脫機夠批處姜理（解密決cp便u與I/論O設(shè)備葡速度羽不匹淹配的槍矛盾該）CP獨U和I/其O設(shè)備究使用唱忙閑掏不均獎（取予決于網(wǎng)當前防作業(yè)稿的特夸性）焦。內(nèi)存哪僅放午一道半運行斃程序?qū)τ嬍匪銥槔е鞯募鹤鳂I(yè)庭，外折設(shè)空光閑；對I/辯O為主捧的作然業(yè)，CP抱U空閑搏；單道仿批處恭理的烘主要趁問題通道吵：用于掘控制I/趨O設(shè)備哭與內(nèi)倘存間捆的數(shù)擾據(jù)傳銀輸。專啟動懂后可掌獨立殃于CP杯U運行伍，實服現(xiàn)CP談U與I/獄O的并炕行。中斷是指CP鴉U在收嶼到外各部中鞭斷信邊號后陶，停我止原務(wù)來工梁作，柜轉(zhuǎn)去監(jiān)處理槳該中警斷事態(tài)件，改完畢病后回灰到原框來斷拳點繼戀續(xù)工逼作。引進悠緩沖練技術(shù)順，減犁少cp鞏u和外議設(shè)的錦等待哨時間覆，提槍高cp腿u和外眉設(shè)并媽行工碼作的射程度鐮。通道激和中青斷技稼術(shù)多道直程序單技術(shù)燒運行銀特征多道故：內(nèi)妹存中刑同時幻玉存放配幾個眉作業(yè)納；宏觀略上并款行運丹行：擊都處滾于運獎行狀誰態(tài)，吐但都憶未運艘行完崖；微觀朱上串毅行運夠行：瀉各作訴業(yè)交恨替使鋼用CP換U；64年－70年（妄集成旦電路鎖）：末利用枕多道止批處并理提序高資報源的樹利用汁率。多道提程序腎系統(tǒng)(m儲ul椅ti圾pr紹og局ra屋mm痕in躁g漢sy燙st交em百)多道容程序鏈系統(tǒng)猴上的怪技術(shù)作業(yè)漆調(diào)度資源主共享內(nèi)存樂使用內(nèi)存公保護文件場非順囑序存悉放、斤隨機為存取作業(yè)壟管理洋、處默理機史管理液、存丈儲管流理、遞設(shè)備倡管理照、文遣件系批統(tǒng)管固理(f蹈il拳e麥sy毯st帝em帆)假脫筑機批將處理使用腥多道頑程序年設(shè)計昂技術(shù)度和通鄰道技截術(shù)，訪由輸奔入和遲輸出股進程拒實現(xiàn)醒在低第速設(shè)壟備和當高速狗設(shè)備盈（磁奏盤）擇之間籃的信負息傳壓輸任帳務(wù)；在聯(lián)源機方栽式下衣實現(xiàn)躺脫機反批處從理操省作，閱消除百人工阻干預(yù)繼，提導(dǎo)高系闖統(tǒng)資施源利張用率做；現(xiàn)代起操作春系統(tǒng)劍中廣灑泛使饅用假品脫機舟處理顯技術(shù)戰(zhàn)。多道葬批處輛理系歐統(tǒng)的吹資源映利用致效率呀特征多道廟批處暖理系極統(tǒng)的什資源宣利用木效率圖特征萍是基注于各事作業(yè)常對系餐統(tǒng)資責源的壯需求膛差異孕得到棟的。例如丟：有3個作抖業(yè)A、B、C，分別埋為計趁算、穩(wěn)檢索藍和打生印作高業(yè)，是單道航運行飲時間桿分別鑄為5分、15分和10分鐘代。它陶們可滅并行閉在15分鐘遲內(nèi)完渴成3個作味業(yè)。蜜各資沿源的非利用番效率吊為：多道嘉批處繩理系府統(tǒng)的志特點優(yōu)點芹：資源反利用拿率高晚：CP見U和內(nèi)日存利擇用率段較高紅；作業(yè)澤吞吐懲量大痰：單襯位時尾間內(nèi)的完成勾的工鼠作總草量大環(huán)。缺點番：用戶拾交互表性差攝：不秒利于缺調(diào)試逼和修器改；作業(yè)爹平均梅周轉(zhuǎn)像時間現(xiàn)長：真短作茫業(yè)的擺周轉(zhuǎn)玻時間鋤顯著疏增長料。“分避時”虛的含揭義分芽時是量指多偶個用顯戶分飼享使射用同鳳一臺鳥計算雨機。酬多個滴程序膛分時毯共享借硬件狹和軟園件資互源。多個捕用戶喂分時通常講按時翅間片(t供im意e拴sl馳ic篩e)分配稅：各鏈個程峽序在CP老U上執(zhí)饒行的細輪換棋時間男。設(shè)計添目標碧：對用練戶的蜓請求刃及時誓響應(yīng)滋，并司在可帳能條遇件下考盡量跑提高紀系統(tǒng)素資源太的利驢用率簡。適合辦公訪自動搶化、笛教學(xué)黨及事占務(wù)處皆理等候要求業(yè)人機膊會話饞的場襖合。70年代勢中期奪至今分時輩系統(tǒng)(t于im載e-犁sh咸ar險in戒g溫sy丙st是em昨)主機終端分時民系統(tǒng)澡示意畫圖分時亦操作疫系統(tǒng)揚特點多路撐性交互泛性“獨綁占”從性及時攀性同時悅有多碗個用顧戶使弓用一孩臺計爛算機宏觀搖上：永是多杯個人化同時似使用絹一個CP谷U微觀厲上：動多個妖人在寨不同鴉時刻斬輪流喘使用CP慘U用戶算根據(jù)畫系統(tǒng)冰響應(yīng)爛結(jié)果系進一皂步提出演新請灑求(用戶月直接娘干預(yù)困每一腹步)用戶姑感覺面不到衫計算握機為寧其他厭人服愉務(wù)（OS提供堅虛機聽器，植各個星用戶到的虛機器情互不虜干擾掉）系統(tǒng)套對用然戶提嚷出的遞請求能及時流響應(yīng)要求勇：響應(yīng)園時間墳短，醒在一岔定范寄圍系吳統(tǒng)可庫靠性歌高任務(wù)于的類切型：周期袋性實哈時任輸務(wù)非周肅期性經(jīng)實時夕任務(wù)用于兵工業(yè)烤過程仗控制松、軍坑事實獻時控巧制、廉金融暗等領(lǐng)父域?qū)崟r岔系統(tǒng)(r恰ea達l-遲ti防m(xù)e賺s敢ys常te遠m)并發(fā)(c股on姻cu服rr閥en棉cy葬)共享(s灶ha致ri堤ng電)虛擬(v飽ir艱tu倒al鴿)異步頭性(as罷yn砍ch滾ro裁ni診sm)操作到系統(tǒng)橫的特懂征在多繭道程魯序處拔理時宏，宏溝觀上樹并發(fā)來，微無觀上誤交替落執(zhí)行雖（在炕單處烘理器授情況扔下）懇。程序狀的靜醬態(tài)實磁體是曬可執(zhí)晴行文等件，鐵而動米態(tài)實煮體是淡進程效。多個要事件憶在同引一時爆間段螺內(nèi)發(fā)期生。爸操作帥系統(tǒng)錯是一眉個并娛發(fā)系知統(tǒng)，墳各進聾程間頁的并須發(fā)，社系統(tǒng)席與應(yīng)政用間梅的并助發(fā)。儀操作監(jiān)系統(tǒng)嗚要完變成這武些并雖發(fā)過塘程的深管理南。并過行(p尸ar疤al橋le嶄l)是指飄在同族一時吹刻發(fā)馳生。并發(fā)(c護on云cu普rr搭en廚cy額)共享(s比ha紙ri微ng印)互斥賤共享盤：資調(diào)源分湯配后保到釋傳放前簽，不困能被安其他昆進程盯所用辰。同時微訪問資源些分配佳難以與達到營最優(yōu)岔化多個眉進程消共享州有限狼的計健算機送系統(tǒng)汁資源逢。操堵作系法統(tǒng)要鹿對系敘統(tǒng)資倉源進驚行合蹤蝶理分椅配和淹使用手。資昆源在響一個潤時間辜段內(nèi)激交替稻被多鉆個進膝程所賄用。虛擬(v額ir死tu倚al口)CP悄U－－每個貧用戶瞧（進屑程）鼓的"虛處稼理機"存儲坊器－堵－每僚個進低程都噸占有應(yīng)的地州址空傲間（殲指令醬＋數(shù)獵據(jù)＋跨堆棧宇）顯示勢設(shè)備夢－－兼多窗抵口或排虛擬魯終端(v煙ir擱tu過al世t嶺er兼mi就na曬l)一個憲物理候?qū)嶓w毀映射脊為若造干個侄對應(yīng)立的邏室輯實世體－磨－分五時或闖分空歇間。鎮(zhèn)虛擬倉是操焦作系銜統(tǒng)管揚理系編統(tǒng)資鎖源的棍重要袋手段絨，可戰(zhàn)提高百資源麥利用廣率。異步成性(as幼yn豬ch珍ro宗ni封sm)進程蓄的運曉行速未度不領(lǐng)可預(yù)賀知：要分時尚系統(tǒng)阻中，慨多個掠進程禿并發(fā)乎執(zhí)行般，"時走邊時停"，不魚可預(yù)規(guī)知每歷個進預(yù)程的堅運行洞推進傍快慢判據(jù)紫：無秩論快教慢，塌應(yīng)該司結(jié)果冠相同軋－－蟲通過束進程甜互斥惰和同摔步手擔段來辨保證難以絹重現(xiàn)唱系統(tǒng)零在某灶個時秒刻的賢狀態(tài)廚（包近括重頁現(xiàn)運賢行中攝的錯公誤）也稱酬不確誰定性第，指免進程孫的執(zhí)戴行順嘩序和縱執(zhí)行后時間間的不還確定拋性；1.姻3操作我系統(tǒng)褲的分凳類操作聰系統(tǒng)屑分類迎主要展討論粱操作士系統(tǒng)民的功稼能特級征。1.疑3.詢1批處究理操拜作系病統(tǒng)1.糟3.泥2分時若操作安系統(tǒng)1.廊3.雨3實時您操作狡系統(tǒng)1.本3.庸4網(wǎng)絡(luò)境操作市系統(tǒng)1.招3.淺5分布花式操鳴作系皂統(tǒng)作業(yè)嫂的處握理流診程作業(yè)軍提交襯：作太業(yè)的綿輸入上；作業(yè)宴執(zhí)行作業(yè)鼠完成膀：作烈業(yè)的思輸出酒；1.靠3.申1批處牧理操端作系開統(tǒng)(B吳at綁ch亂P砌ro攔ce缸ss掘in可g草Op然er緊at掩io難n贊Sy暴st早em薦)批處缸理的歇主要睜特征用戶蔥脫機年使用伙計算餃機作業(yè)搭成批基處理多道蜜程序倘并行三種塘批處辰理類睬型單道胳批處峽理操基作系獻統(tǒng)；多道釋批處倆理操續(xù)作系窮統(tǒng)；遠程曠批處條理系頌統(tǒng)把計簡算機嗚的系機統(tǒng)資搬源（飽尤其貴是CP樓U時間把）進付行時蚊間上傅的分也割，網(wǎng)每個扇時間鎖段稱逐為一顯個時瞧間片景（ti物me環(huán)s臥li繡ce），每個腎用戶頸依次物輪流病使用優(yōu)時間偵片。1.心3.遺2分時勒操作血系統(tǒng)(T洽im完e徒Sh雕ar尋in士g他Op計er停at仁in衰g至Sy識st稻em訊)分時拌的定闖義分時結(jié)系統(tǒng)第的特咐征多路僵性：多個適用戶折同時匯工作姨。獨立轉(zhuǎn)性：各用擁戶獨相立操配作，厲互不袍干擾井。交互戴性：系統(tǒng)榆能及臟時對談用戶叫的操換作進基行響極應(yīng)，蘿顯著顯提高獻調(diào)試紅和修鉆改程傳序的允效率蛋：縮侄短了摟周轉(zhuǎn)確時間拿。實時斑系統(tǒng)眠的特蘇征實時另時鐘睡管理：提移供系噸統(tǒng)日兄期和允時間踏、定位時和遼延時墾等時匠鐘管喊理功獅能；及時郵性：響煎應(yīng)時扛間的椅要求；多任萍務(wù)管療理：系統(tǒng)答的并鈴發(fā)性淹和隨上機性靈；高度矩可靠單性和倒安全匹性：容影錯能敢力（菠如故并障自俯動復(fù)單位）謊和冗芬余備籌份（拘雙機裕，關(guān)夏鍵部我件）癥；實時角操作偷系統(tǒng)產(chǎn)主要耍用于謠過程唉控制目、事握務(wù)處項理等頑有實順時要丙求的磨領(lǐng)域妻，其族主要鞏特征斤是實時悼性和可靠溝性。1.剃3.銳3實時虛操作婚系統(tǒng)(R雷ea移l趙Ti懇me認O訴pe品ra挪ti竊ng饅S襯ys悶te獸m)通常燦操作唇系統(tǒng)壓的功裕能：處況理機翼管理蘇、存皆儲器廢管理賢、設(shè)錫備管扇理、互文件增管理進等；網(wǎng)絡(luò)剖通信戒功能：通姿過網(wǎng)飯絡(luò)協(xié)針議進資行高蠟效、瞞可靠飄的數(shù)圣據(jù)傳島輸；網(wǎng)絡(luò)嘆資源攔管理：協(xié)煌調(diào)各燙用戶緩使用栗；網(wǎng)絡(luò)壞服務(wù)：文島件和碑設(shè)備殖共享元，信壤息發(fā)雁布；提供瓜網(wǎng)絡(luò)必接口1.表3.免4網(wǎng)絡(luò)鎖操作樣系統(tǒng)(N潛OS續(xù),該Ne妄tw隱or庫k問Op魄er圈at蝦in脖g豆Sy梳st臘em艇)分布對式系師統(tǒng)：處除理和辦控制然的分團散（得相對漸于集胡中式嗓系統(tǒng)廁）1.糕3.幟5分布沫式操樣作系接統(tǒng)(D限is咽tr圍ib仁ut縣ed扁O漆pe使ra妄ti飛ng察S婚ys呢te牢m)多機顧合作隔：自動坡的任興務(wù)分監(jiān)配和手協(xié)調(diào)堅強歌性：計算刻機或圣通路童發(fā)生饅故障飛時，劑其它扔部分肢可自笑動重茅構(gòu)成妖一個態(tài)新的待系統(tǒng)景，繼想續(xù)工遼作結(jié)構(gòu)騰的觀孩點資源情管理某的觀鄭點進程蓮的觀武點用戶婚觀點1.積4研究鐘操作冊系統(tǒng)催的幾子種觀該點操作毯系統(tǒng)恰是由溝一些青可同姻時獨圖立運島行的躬進程寨和一灶個對貿(mào)這些勤進程承進行滴協(xié)調(diào)倉的核柏心組光成。進程納的觀客點進程乳（任殺務(wù)）莖：完成庸某一唉特定礎(chǔ)功能虛的程撫序是程珠序的痕一次轉(zhuǎn)執(zhí)行瞇過程是動夸態(tài)有兼生命曲的，巨當它蛙執(zhí)行利時存陡在，堤否則檔消亡進程販是并悔發(fā)程榆序的眠執(zhí)行嗚，是扎獨立貍運行角的基盜本單次位，姻是資琴源分雖配的量基本辣單位倦。操作粉系統(tǒng)--僵-資源薯管理桿者硬件氧資源：CP犬U,內(nèi)存,外部啊設(shè)備(I燈/O設(shè)備軋，外網(wǎng)存等)軟件寺資源扣：硬盤徒上的莫文件,信息資源從管理英的觀竊點操作搶系統(tǒng)石的主長要功船能：處理梢機管啄理存儲震器管岸理I/商O設(shè)備添管理文件閥管理管理砌資源記錄謝資源祝使用嶼狀況如拖哪些顫資源鐘空閑筆，好杠壞與尚否，諒被誰罷使用,使用茶多長管時間盟等合理寨的分浙配資恥源靜態(tài)棉分配饒策略(在程撲序運族行前劉分配沿，但品效率反不高)動