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操作系统第一章02171.ppt

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操作系统第一章02171.ppt
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操作系统原理,许 毅 平Tel: 87544042 E-mail: xuyiping01@sina.com,,教材: 屠祁,屠立德,操作系统基础(第三版),清华大学出版社参考教材: 王素华,操作系统教程,人民邮电出版社 庞丽萍,操作系统原理,华中科技大学出版 周长林,左万历,计算机操作系统教程,高等教育出版社 陈向群,杨芙清,操作系统教程,北京大学出版社 尤晋元、史美林等,Windows 操作系统原理,机械工业出版社,作业和出勤:10% 上机实验:10% 考试:80%,操作系统课程特点,实践性强(从实践总结出原理) 涉及面广(并行程序,性能问题,结构问题,程序方法论,软件工程,等等) 错综复杂:纵横交叉,注意学习方式的变换,教师只指出要点 要通过自学、研读参考书掌握内容 整理笔记相当重要 不能只通过PowerPoint来复习课程 善于发现问题、提出问题 要努力寻求问题的答案,课程主要内容介绍,1、操作系统概述(包括第一章、第二章) 2、进程管理 3、线程管理 4、并行性:同步和互斥 5、处理器管理 6、死锁 7、存储管理(包括实存和虚存管理) 8、设备管理 9、文件系统,第一章 绪论,掌握: OS的定义、功能和作用; 多道程序系统的特点; 影响OS发展的关键技术和思想: 假脱机技术 中断技术和通道技术 多道程序设计思想 了解: OS的发展历史、分类、常见的操作系统,1.1 什么是操作系统,1.1.1 计算机系统组成 1.1.2 操作系统的定义 1.1.3 操作系统的功能和作用 1.1.4 操作系统的特性,1.1.1计算机系统组成,,硬件:指计算机物理装置本身,可以是电子的、 电的、磁的、机械的、光的元件或装置。 软件:指计算机系统中的所有软件。,,计算机硬件 中央处理器(运算器和控制器) 输入输出处理器 存储器 输入输出设备 计算机硬件组织结构 早期以处理器为中心的组织结构 现代以存储器为中心的组织结构,计算机典型组织(1),(1)微型计算机的典型组织: 包括CPU、I/O设备、存储器。 单总线结构,以总线为纽带。 总线分为地址总线和数据总线,通过地址总线选设备, 通过数据总线传递控制信息、状态信息和数据信息; 同一时间,总线只能为一对设备所占用; 由于CPU与I/O设备间的速度匹配问题,采用两种数据流线路: 直接:与低速I/O设备; 经由存储器:与高速I/O设备,防止CPU处理不过来 。,,CPU,存储器,I/O设备,I/O设备,,,,,以总线为核心,,,计算机典型组织(2),(2)大小型计算机的硬件组织 : 包括中央处理器、通道、存储器和I/O设备; 采用双总线结构(I/O总线、存储总线); 以存储器为中心。,操作系统做什么?,#include int main(int argc, char *argv[]) { printf(“hello world“); return 0; }, 用户告诉操作系统执行hello程序操作系统找到该程序,检查其类型 检查程序首部,找出正文和数据的地址 文件系统找到第一个磁盘块 父进程需要创建一个新的子进程,执行hello程序 操作系统需要将执行文件映射到进程结构 操作系统设置CPU上下文环境,并跳到程序开始处 程序的第一条指令执行,失败,缺页中断发生 操作系统分配一页内存,并将代码从磁盘读入, 继续执行 更多的缺页中断,读入更多的页面 程序执行系统调用,在文件描述符中写一字符串,操作系统检查字符串的位置是否正确 操作系统找到字符串被送往的设备 设备是一个伪终端,由一个进程控制 操作系统将字符串送给该进程 该进程告诉窗口系统它要显示字符串 窗口系统确定这是一个合法的操作,然后将字符串转换成像素 窗口系统将像素写入存储映像区 视频硬件将像素表示转换成一组模拟信号控制显示器(重画屏幕) 显示器发射电子束 你在屏幕上看到hello world,计算机系统的层次与虚拟机(1),,大多数用户并不欢迎裸机这种环境。,计算机系统的层次与虚拟机(2),结论: 下层是上层的基础;上层是下层功能的扩展; 软件是在硬件基础上对硬件性能的扩充和完善。 操作系统是对硬件的第一次扩充,是其他软件运行的基础。,计算机系统的层次与虚拟机(3),裸机+软件=功能更强的机器=虚拟机,1.1.2 操作系统的定义,没有普遍接受的定义,由于: 内涵不断变化; 不同角度作用不一样(资源管理者、一般用户)。 通常的定义:用以控制和管理系统资源,方便用户使用计算机的程序集合。,1.1.3 OS的功能和作用(1),1、作为用户与计算机硬件系统间的接口:操作系统提供两种接口: 系统命令:供用户用于组织和控制自己的作业运行。命令行、菜单式或GUI“联机“;命令脚本“脱机“ 编程接口:供用户程序和系统程序调用操作系统功能。系
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