主講教師：萬壽紅中國科學技術(shù)大學絡(luò)學院

主講教師：萬壽紅中國科學技術(shù)大學網(wǎng)絡(luò)學院操作系統(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)》，中國科學技術(shù)大學出版社，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)。MS帽O(jiān)車S:檔M適S挨DO驅(qū)S,績M律S板Wi奸nd伴ow需s國3.級x,啊W堪in居do擺ws花9輔5,專W偉in扯do怨ws敵N休T,燃W矮in儉do趟ws喂2澤00萄0UN芹IX邀:冊BS醉D,遞S妙RV隔4,犬O酬SF如1,竊S配CO迎U歉NI龜X,察A對IX廣,分So蟲la警ri雅s,雁L偷in啄uxNO榜S:走N霸ov尸el筐l辯Ne展tw聞ar培e操作奇系統(tǒng)輸舉例1.營2葵操作逗系統(tǒng)獨的發(fā)蛙展史手工掀操作批處蹤蝶理系武統(tǒng)(鮮b包at膜ch仆p陪ro茅ce鋒ss忌in喝g)多道質(zhì)程序嚴系統(tǒng)威(m旅ul互ti色pr劣og糾ra愛mm葬in副g豬sy敢st談em嬸)分時借系統(tǒng)識(t晶im技e-活sh聞ar氣in只g績sy它st綱em愿)實時燃系統(tǒng)繪(r悠ea戲l-戒ti抄me捏s仗ys臂te腹m)工作換方式用戶妙：用捆戶既突是程甘序員刪，又彈是操礦作員稠；用杰戶是臟計算猾機專遼業(yè)人溫員；編程籃語言欄：為竿機器漏語言怪；輸入衡輸出必：紙喇帶或朽卡片；19傷46乎－5扇8年紗（電盞子管肢）：是集中摘計算燭（計閉算中畝心）牧，計略算機勉資源產(chǎn)昂貴茄；手工撓操作主要媽矛盾計算絡(luò)機處昨理能督力的敢提高串，手誕工操資作的性低效你率（秀造成柳浪費特）；用戶曬獨占敏全機幻玉的所押有資飲源；提高使效率陪的途辛徑專門傻的操放作員是，批準處理工作帆特點用戶蒸獨占半全機CP兄U等待請用戶批處惕理中逢的作誓業(yè)的夠組成珠：用戶般程序數(shù)據(jù)作業(yè)捆說明團書（否作業(yè)慎控制誤語言她）58牧年－損64伯年（雖晶體環(huán)管）倒：利騾用磁迫帶把逮若干櫻個作混業(yè)分圈類編浪成作椒業(yè)執(zhí)罵行序金列，臥每個叼批作盆業(yè)由閱一個敢專門拘的監(jiān)五督程拼序（悠Mo蠻ni捉to麗r）演自動等依次裝處理糊?？蓽\使用鴨匯編弄語言捏開發(fā)。批處向理系諸統(tǒng)(退ba竹tc墻h彼pr逆oc釘es世si斯ng編m)兩種半批處兔理方器式(1哈)聯(lián)機獸批處飾理（搭早期錯）（捏解決做人機托矛盾竹）用戶悲提交尋作業(yè)操作堡員合估成批禮作業(yè)批作尿業(yè)處沸理：冬對批內(nèi)作業(yè)羊中的螞每個葡作業(yè)叛進行慶相同吼的處仍理：饑從磁徑帶讀隙入用揚戶作齒業(yè)和擋編譯姿鏈接漁程序撈，編倒譯鏈格接用紡戶作限業(yè)，辦生成犧可執(zhí)熊行程矛序；幼啟動懼執(zhí)行饒；執(zhí)俘行結(jié)墻果輸速出。問題：慢統(tǒng)速的狗輸入魔輸出競處理侍仍直侄接由渣主機曲來完蒙成。輸入圾輸出澇時，芒CP凡U處碎于等隊待狀獻態(tài)。優(yōu)點秩：同一翼批內(nèi)噸各作嶺業(yè)的摩自動四依次蠢更替增，改偷善了負主機川CP系U和勁I/舊O設(shè)里備的砍使用陣效率屬，提高陳了吞懶吐量。缺點：磁故帶或童磁盤需要擺人工習裝卸森，作食業(yè)需利要人裕工分憲類，監(jiān)丸督程撕序易取遭到莫用戶妥程序褲的破倍壞（缸由人谷工干潔預才嚼可恢退復）跡。利用遇衛(wèi)星首機完垮成輸哀入輸容出功戀能。昆主機系與衛(wèi)某星機烏可并灶行工確作。兩種付批處加理方戴式(2示)脫機立批處答理（解攝決cp蹤蝶u與I/慮O設(shè)備扶速度右不匹戲配的餡矛盾危）CP軟U和父I/容O設(shè)內(nèi)備使命用忙知閑不運均（皆取決元于當徑前作宮業(yè)的勻特性扒）。內(nèi)存控僅放勉一道堅運行練程序?qū)τ嬞R算為前主的污作業(yè)管，外羅設(shè)空苗閑；對I借/O剖為主證的作勢業(yè)，油CP計U空積閑；單道擇批處褲理的符主要吉問題通道認：用于茂控制萍I/蝴O設(shè)糖備與隔內(nèi)存息間的扔數(shù)據(jù)請傳輸跟。啟年動后膝可獨雖立于黃CP辣U運皆行，堅實現(xiàn)算CP灘U與稼I/棉O的梁并行傻。中斷是指宵CP蝦U在您收到孩外部肯中斷綱信號果后，萬停止細原來虧工作同，轉(zhuǎn)己去處金理該樂中斷盯事件輝，完產(chǎn)畢后脂回到蠻原來君斷點光繼續(xù)迅工作寫。引進背緩沖例技術(shù)延，減艙少c坡pu壁和外壟設(shè)的甚等待狗時間唇，提晶高c芽pu波和外蠅設(shè)并憶行工壟作的耳程度墓。通道到和中俗斷技報術(shù)多道黑程序稠技術(shù)待運行闖特征多道合：內(nèi)潛存中丈同時透存放震幾個膛作業(yè)繼；宏觀誦上并紋行運下行：利都處壞于運夕行狀憑態(tài)，蘇但都絕未運敬行完揉；微觀右上串垃行運貍行：相各作附業(yè)交蔬替使崖用C點PU秋；64即年－浩70映年（宅集成稠電路然）：大利用匙多道片批處論理提程高資證源的源利用違率。多道罪程序賤系統(tǒng)(m檔ul坦ti里pr糠og伴ra揪mm猴in癥g浩sy擁st側(cè)em帥)多道剛程序爪系統(tǒng)尋上的博技術(shù)作業(yè)揉調(diào)度資源患共享內(nèi)存眉使用內(nèi)存謊保護文件口非順臨序存饑放、辮隨機若存取作業(yè)詠管理桂、處察理機垮管理招、存案儲管寄理、濫設(shè)備譯管理蚊、文闊件系水統(tǒng)管淹理(挨fi擴le絲式s徐ys暗te蹤蝶m)假脫御機批魯處理使用徹多道惑程序械設(shè)計防技術(shù)萌和通配道技辜術(shù)，乓由輸至入和狀輸出斗進程轎實現(xiàn)半在低留速設(shè)誰備和高高速掃設(shè)備營（磁酸盤）雙之間譜的信壺息傳師輸任碑務(wù)；在聯(lián)饞機方閃式下水實現(xiàn)焦脫機膛批處借理操獄作，枕消除斥人工擺干預預，提捏高系蜂統(tǒng)資低源利醬用率淺；現(xiàn)代拒操作盡系統(tǒng)險中廣虹泛使希用假遙脫機朱處理輝技術(shù)短。多道賭批處斜理系舍統(tǒng)的肥資源夾利用藝效率被特征多道慮批處鋸理系進統(tǒng)的奧資源世利用遷效率垮特征犬是基悔于各哀作業(yè)予對系渾統(tǒng)資世源的娘需求蒜差異飲得到狡的。例如弱：有器3個當作業(yè)蝕A、性B、指C，擋分別扶為計沿算、浩檢索亂和打交印作慈業(yè)，騎單道糧運行竄時間茫分別劍為5歷分、籃15蘆分和扔10巧分鐘俊。它凳們可騰并行味在1態(tài)5分雞鐘內(nèi)候完成堪3個燃作業(yè)忌。各挑資源薦的利板用效滑率為汁：多道猶批處映理系優(yōu)統(tǒng)的宜特點優(yōu)點駕：資源載利用怨率高界：C惠PU踢和內(nèi)責存利笑用率踐較高悠；作業(yè)從吞吐犬量大采：單店位時你間內(nèi)還完成庫的工躺作總紀量大券。缺點遮：用戶測交互肆性差輪：不棒利于匠調(diào)試勢和修羨改；作業(yè)龜平均司周轉(zhuǎn)欺時間爆長：際短作肝業(yè)的端周轉(zhuǎn)之時間淡顯著深增長型。“分桂時”影的含總義分且時是陵指多典個用擇戶分炸享使伐用同捏一臺頑計算城機。罵多個扔程序互分時素共享介硬件棄和軟堵件資分源。多個往用戶乓分時通常朵按時們間片羞(t陜im療e種sl扯ic默e)僻分配暑：各眨個程我序在呢CP女U上鑰執(zhí)行隱的輪擱換時貢間。設(shè)計熔目標產(chǎn)：對用言戶的軍請求亦及時挪響應(yīng)畏，并浸在可暑能條動件下竿盡量艦提高半系統(tǒng)牢資源攝的利茂用率廊。適合辦公伯自動膛化、叨教學登及事恰務(wù)處比理等岡要求葵人機乓會話掌的場汪合。70粘年代時中期散至今分時蠅系統(tǒng)(t言im韻e-勤sh植ar課in歐g做sy扁st薯em屢)主機終端分時恒系統(tǒng)挎示意男圖分時怒操作銜系統(tǒng)叨特點多路院性交互沒性“獨翠占”娛性及時搏性同時惡有多宣個用透戶使升用一秤臺計已算機宏觀始上：桂是多只個人有同時莫使用漠一個猴CP涂U微觀何上：買多個似人在比不同菊時刻滴輪流芒使用是CP套U用戶撐根據(jù)摸系統(tǒng)芝響應(yīng)穴結(jié)果毀進一嚼步提出毛新請紀求(貿(mào)用戶廉直接傲干預岡每一桃步)用戶麥感覺晉不到筒計算樹機為盤其他渴人服欲務(wù)（O呆S提怪供虛焦機器招，各勞個用著戶的爐虛機器潛互不緣瑞干擾愉）系統(tǒng)修對用放戶提寇出的軟請求孩及時宏響應(yīng)要求昏：響應(yīng)惑時間王短，艱在一爛定范踢圍系汽統(tǒng)可贈靠性糞高任務(wù)斗的類水型：周期戴性實特時任鳳務(wù)非周鋒期性庫實時莊任務(wù)用于井工業(yè)世過程牢控制勢、軍悲事實餃時控富制、港金融猜等領(lǐng)母域?qū)崟r撇系統(tǒng)(r墊ea按l-責ti約me慈s寇ys吸te纖m)并發(fā)橫(c蠶on諷cu沒rr哈en賽cy橫)共享還(s宿ha怠ri束ng槳)虛擬紫(v扒ir握tu秒al癢)異步揀性(戰(zhàn)as須yn有ch泊ro伶ni幻玉sm)操作宅系統(tǒng)束的特商征在多賽道程廢序處沾理時適，宏猶觀上閃并發(fā)兩，微撲觀上輝交替齡執(zhí)行幣（在豪單處宵理器呼情況赤下）嫁。程序爺?shù)撵o熊態(tài)實襯體是觸可執(zhí)奏行文捎件，環(huán)而動伙態(tài)實茅體是練進程膊。多個鹽事件碗在同源一時扮間段硬內(nèi)發(fā)通生。偶操作宵系統(tǒng)樹是一慌個并裹發(fā)系預統(tǒng)，繞各進白程間塌的并依發(fā)，描系統(tǒng)除與應(yīng)皆用間岡的并邊發(fā)。霧操作犁系統(tǒng)稅要完邊成這貞些并素發(fā)過柔程的露管理塘。并梨行(悠pa針ra堆ll詠el避)是塊指在丹同一肅時刻胸發(fā)生滅。并發(fā)達(c撒on搜cu姿rr撇en東cy決)共享寇(s妙ha嘆ri您ng散)互斥特共享敬：資首源分揉配后鴉到釋貝放前弦，不寄能被哭其他吉進程掌所用倉。同時膏訪問資源切分配扎難以績達到制最優(yōu)訊化多個蔥進程史共享竄有限廁的計頃算機董系統(tǒng)蹈資源輝。操培作系戒統(tǒng)要誰對系欠統(tǒng)資蠻源進涂行合座理分狡配和竭使用鋒。資閣源在鉛一個抄時間您段內(nèi)篩交替大被多婦個進隙程所惠用。虛擬顛(v賤ir臣tu單al垃)CP劃U－塔－每湖個用槳戶（暮進程屋）的姿"虛車處理情機"存儲押器－密－每點個進矛程都券占有嫌的地病址空阻間（棍指令畢＋數(shù)編據(jù)＋址堆棧魂）顯示飲設(shè)備棄－－麗多窗死口或億虛擬踢終端貨(v擾ir附tu理al漂t買er厭mi范na蔑l)一個貧物理經(jīng)實體樹映射綁為若配干個貍對應(yīng)骨的邏送輯實傳體－春－分艱時或際分空鴿間。錫虛擬夾是操姥作系受統(tǒng)管田理系萌統(tǒng)資承源的敢重要鋪手段刷，可什提高憑資源博利用瞞率。異步四性(記as膨yn邀ch凝ro酷ni超sm購)進程日的運貧行速昂度不堤可預歲知：暫分時辰系統(tǒng)牙中，豬多個靜進程泥并發(fā)琴執(zhí)行濤，"弄時走并時停乞"，掀不可普預知氣每個余進程稿的運捷行推趨進快訓慢判據(jù)吼：無粉論快唱慢，怠應(yīng)該怖結(jié)果頃相同貢－－弓通過寺進程盡互斥愧和同伯步手烤段來柴保證難以擴重現(xiàn)再系統(tǒng)街在某四個時愁刻的的狀態(tài)述（包私括重扣現(xiàn)運無行中縫的錯啄誤）也稱粒不確兩定性斃，指嘴進程識的執(zhí)懶行順勵序和我執(zhí)行丘時間痕的不而確定腸性；1.陷3琴操作單系統(tǒng)蛛的分應(yīng)類操作船系統(tǒng)擁分類瞇主要挽討論覽操作排系統(tǒng)正的功冷能特愧征。1.潮3.字1敲批處動理操走作系職統(tǒng)1.楚3.汁2更分時擴操作遞系統(tǒng)1.眾3.底3夕實時圾操作誦系統(tǒng)1.餃3.摔4澆網(wǎng)絡(luò)柏操作唇系統(tǒng)1.棋3.室5博分布業(yè)式操塊作系潤統(tǒng)作業(yè)寬的處豆理流厭程作業(yè)耍提交搜：作所業(yè)的味輸入斥；作業(yè)慣執(zhí)行作業(yè)霸完成吃：作輕業(yè)的先輸出術(shù)；1.珠3.男1姓批處狗理操旺作系戴統(tǒng)(B待at禮ch顯P千ro玩ce飯ss爭in蘭g著Op懼er滲at伴io壺n鐮Sy那st圈em劑)批處對理的但主要刪特征用戶府脫機膊使用兵計算利機作業(yè)曾成批觀處理多道隊程序守并行三種檔批處妄理類罰型單道割批處忘理操腦作系歉統(tǒng)；多道癢批處救理操峰作系飄統(tǒng)；遠程總批處鉛理系版統(tǒng)把計臭算機可的系尼統(tǒng)資兩源（漢尤其李是C聾PU股時間耀）進邁行時艙間上妹的分培割，證每個化時間亡段稱以為一稅個時鞠間片候（t掘im創(chuàng)e嘉sl鳳ic民e）虎，每忍個用億戶依設(shè)次輪宵流使縣用時眾間片椅。分時撞操作森系統(tǒng)(T輕im會e叼Sh撓ar飲in敲g櫻Op軌er區(qū)at仆in促g哨Sy疤st原em理)分時鄉(xiāng)豐的定忽義分時凱系統(tǒng)杯的特茶征多路塞性：多個刮用戶冬同時將工作暢。獨立唯性：各用那戶獨諷立操肯作，恩互不艇干擾票。交互奔性：系統(tǒng)誰能及晌時對寫用戶吊的操胃作進火行響偽應(yīng)，需顯著盼提高郊調(diào)試薦和修土改程漂序的從效率源：縮甲短了畢周轉(zhuǎn)增時間杯。實時乖系統(tǒng)夾的特饅征實時愛時鐘前管理：提巴供系年統(tǒng)日罪期和誕時間凈、定朽時和油延時幕等時無鐘管輪理功寄能；及時素性：響氣應(yīng)時涂間的謹要求；多任劃務(wù)管采理：系統(tǒng)淺的并處發(fā)性噴和隨陵機性閃；高度列可靠揭性和潤安全同性：容糖錯能堅力（芽如故醋障自兆動復虧位）閥和冗垮余備凈份（兩雙機筆，關(guān)袋鍵部許件）棚；實時絞操作畫系統(tǒng)渴主要借用于紡過程族控制洋、事化務(wù)處姐理等首有實檔時要暫求的鴉領(lǐng)域符，其枕主要壟特征務(wù)是實時徑性和可靠吹性。實時釀操作逗系統(tǒng)(R幅ea繳l器Ti州me太O堆pe超ra層ti愧ng墾S慶ys辦te左m)通常弊操作耳系統(tǒng)胸的功挨能：處丸理機躺管理盟、存盈儲器挨管理燥、設(shè)肚備管桌理、添文件陜管理懷等；網(wǎng)絡(luò)鍋通信尤功能：通院過網(wǎng)差絡(luò)協(xié)交議進聾行高雨效、駕可靠像的數(shù)紫據(jù)傳悼輸；網(wǎng)絡(luò)茫資源頓管理：協(xié)側(cè)調(diào)各明用戶蜻使用蔽；網(wǎng)絡(luò)鉆服務(wù)：文雞件和掛設(shè)備陰共享揪，信限息發(fā)悔布；提供萍網(wǎng)絡(luò)致接口1.鉛3.停4支網(wǎng)絡(luò)速操作未系統(tǒng)(N按OS套,乓Ne離tw廳or瓣k秩Op富er斜at末in課g毛Sy杠st櫻em晃)分布去式系顫統(tǒng)：處蠅理和府控制啦的分織散（授相對取于集校中式償系統(tǒng)所）1.揭3.妹5掘分布辨式操伐作系寧統(tǒng)(D送is堆tr最ib費ut病ed己O蕩pe慶ra查ti值ng驢S內(nèi)ys慈te段m)多機嚇合作存：自動努的任醫(yī)務(wù)分色配和準協(xié)調(diào)堅強層性：計算知機或牲通路排發(fā)生錫故障枯時，嚼其它湊部分膝可自餅動重臂構(gòu)成湊一個拐新的畫系統(tǒng)堡，繼度續(xù)工喜作結(jié)構(gòu)余的觀扁點資源催管理案的觀梳點進程物的觀例點用戶倦觀點1.閃4研敏究操聽作系怪統(tǒng)的明幾種學觀點操作慢系統(tǒng)誓是由掃一些牙可同睜時獨音立運進行的謙進程營和一枝個對趟這些統(tǒng)進程弟進行懲協(xié)調(diào)進的核讓心組孔成。進程追的觀沸點進程簡（任畫務(wù)）級：完成牢某一余特定芽功能挽的程店序是程鋸序的渡一次鉆執(zhí)行犧過程是動奪態(tài)有拘生命斷的，輛當它節(jié)執(zhí)行呆時存胸在，手否則肆消亡進程戚是并趨發(fā)程包序的帆執(zhí)行擾，是友獨立幸運行萬的基晶本單圍位，功是資筒源分烈配的衡基本捐單位傍。操作砌系統(tǒng)揚--顫-資拔源管替理者硬件似資源類：CP錘U,狂內(nèi)存睡,外羨部設(shè)床備(折I/狼O設(shè)章備，伐外存敏等)軟件悅資源葬：硬盤巾上的銹文件壺,信便息資源滴管理產(chǎn)的觀浩點操作踐系統(tǒng)困的主逼要功取能：處理迅機管流理存儲菊器管嘩理I/有O設(shè)江備管釣理文件合管理管理冰資源記錄線資源重使用洗狀況如恭哪些惹資源毀空閑卷，好飛壞與狗否，逃被誰現(xiàn)使用志,