普通 用户 编程员
应用程序 实用程序 操作系统 计算机硬件
操作系统 设计师
计算2001教程:ACM/IEEE-CS联合教程专题组的报告 计算2001教程:ACM/IEEE-CS联合教程专题组的报告 2001教程:ACM/IEEE • 这个报告包含计算学科（discipline of computing） 本科教学计划（包括了计算机科学、计算机工程、 计算机科学和工程及其它类似头衔的本科教学计划） 的教程的推荐，计算机科学知识体系包括14个主科 目领域：离散结构、程序设计基础、算法与复杂性、 计算机组织与体系结构、操作系统、网络及其计算、 程序设计语言、人机交互、图形学和可视化计算、 智能系统、信息系统、社会与职业问题、软件工程、 数值计算科学。 • 计算1991教程只包括九个主科目领域: 算法与数据结 构、系统结构 、人工智能和机器人学、数据库和信 息检索、人---计算机通讯、数值和符合计算、操作 系统、程序设计语言、软件方法学和工程。 • 每个科目领域都有重要的理论基础、重要的抽象、 重要的设计和实现的成就。
引论目录 引论目录
1.1 操作系统概述 1.1.1 操作系统作用 1.1.2 操作系统的历史 1.2 计算机硬件系统概述 1.2.1计算机硬件系统结构 1.2.2现代操作系统的硬件基础 1.3 操作系统类型 1.3.1 批处理系统 1.3.2 分时系统 1.3.3 实时系统 1.3.4微机操作系统 1.3.5网络操作系统 1.3.6分布式操作系统 1.3.7嵌入式操作系统
操作系统科目有关课程的关系
高级(分布式 操作系统 高级 分布式)操作系统 分布式 （linux）操作系统结构（分析） ）操作系统结构（分析）
操作系统原理
Windows 操作系统使用 linux
1.2 计算机硬件系统概述
1.2.1 计算机硬件系统结构 系统结构
1。大、中、小型计算机的硬件组织 这类计算机以存储器为中心，CPU和各种通道都与存储器相连。
1.1.3学习操作系统目的 1.1.3学习操作系统目的
• 为专门用途人们设计、修改、扩充操作系统。例如 操作系统汉化、中文操作系统环境、嵌入式操作系 统开发。 • 大多数计算机部门主要决策者选择操作系统及操作 系统中的选择部分。 • 用户为了完成自己的任务必须与操作系统交往，用 户要了解操作系统提供的人－机接口和计算环境， 在编程中灵活应用进程（线程）。 • 操作系统中所用的许多概念和技巧一般可以应用到 其它领域。
Layers and Views of a Computer System
End User Programmer
Application Programs Utilities Operating-System Computer Hardware
OperatingSystem Designer
计算机系统分层和视点
1.1 操作系统概述
1.1.1 操作系统作用
1.从计算机系统组成观点――操作系统是系统软件 计算机系统组成： 软件：应用软件 软件 应用软件 系统软件（操作系统、语言处理系统和常用 系统软件 的例行服务程序） 硬件：输入／输出（ ／ ） 硬件 输入／输出（I／O）设备 输入 存储器(内存 内存) 存储器 内存 中央处理器(CPU) 中央处理器
操作系统的历史-1 操作系统的历史
4．第三代（60年代中－70年代中）多模式系统 第三代（60年代中－70年代中） 年代中 年代中 这一代计算机系统是通用系统，这一代操作系统 是多模式系统，即一个系统同时支持批处理、分时 处理、实时处理和多重处理。 5。第四代（70年代中－ ）网络操作系统和分布式操 年代中－ 。第四代（70年代中 作系统 网络操作系统实现在计算机网络上进行信息交 换、资源共享和互操作等功能。分布式操作系统将 地域上分散的各系统互连成一个具有整体功能的系 统，并可将一个任务分布地在各系统上运行，实现 分布式处理。
教学要求
• 熟悉操作系统作用和定义，一般了解操作系统的历 史。 • 了解两类计算机硬件系统结构，熟悉现代操作系统 的硬件基础——通道和中断。 • 熟练掌握多道程序设计技术的概念，掌握批处理系 统、分时系统及实时系统三种操作系统基本类型， 了解微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系 统和嵌入式操作系统。 • 掌握操作系统并发性、共享性、虚拟性和异步性等 特征，了解现代操作系统特征,熟悉操作系统功能。
6.操作系统定义 • 操作系统是一组有效控制和管理计算机系统的硬件 操作系统是一组有效控制和管理计算机系统的硬件 有效 和软件资源、合理地组织计算机工作流程以及 地组织计算机工作流程以及方便 和软件资源、合理地组织计算机工作流程以及方便 用户的程序集合。 用户的程序集合。 有效（efficiency）：系统效率，资源利用率（如： CPU利用的充足与否，内存、外部设备是否忙碌）。 合理：公平与否，如果不公平则会产生“死锁”或 “饥饿”。 方便（convenience）：用户界面。
2.从资源管理程序观点――操作系统是系统资源管理者 2.从资源管理程序观点――操作系统是系统资源管理者 从资源管理程序观点―― Manager） （ Operating System as a Resource Manager） • 操作系统是系统资源管理程序，它用于控制和管理 计算机系统的硬件和软件资源。 • 计算机系统资源： 操作系统模块： 软件： 硬件：I／O设备 存储器 处理器 文件系统 设备管理 存储器管理 处理器（进程） 处理器（进程）管理
实验参考教材 参考教材
现代操作系统.陈向群等译. 7 Aadrew S T ．现代操作系统.陈向群等译.北 机械工业出版社， 京：机械工业出版社，1999 屠祁等.操作系统基础， 北京： 8 屠祁等.操作系统基础，第3版.北京：清华大 学出版社， 学出版社，2000 陈向群等.Windows 核实验教程 北京： .Windows内 教程. 9 陈向群等.Windows内核实验教程.北京：机械 工业出版社， 工业出版社，2002 Nutt,G.Linux操作系统内核实习. 潘登等译. 操作系统内核实习 10 Nutt,G.Linux操作系统内核实习. 潘登等译. 北京：机械工业出版社， 北京：机械工业出版社，2002
4.从服务用户的观点――操作系统是用户与裸机之间接口
用户 操作系统 裸机 接口
• 系统提供的接口有二类： 一类是作业级接口 作业级接口，它提供一组键盘命令，供用户组织 作业级接口 和控制自己的作业运行。 另一类是程序级接口 程序级接口，它提供一组系统调用，即OS中某 程序级接口 个模块功能，供用户程序和其它程序调用。 5.从进程的观点－－操作系统是由若干个可以并发执行的 从进程的观点－－ 5.从进程的观点－－ 进程和一个对进程进行控制和协调的核心组成。
3.从软件分层、扩充机器的观点―― 操作系统是扩 充裸机的第一层系统软件
软件：语言处理程序 虚拟机2 软件：操作系统 虚拟机1 硬件（裸机） 虚拟机：二者结合变成了功能更强大使用更方 虚拟机 便的机器。 操作系统是扩展的机器，是虚拟机。
从软件分层、扩允机器的观点 从软件分层、扩允机器的观点-1
• 固件 固件：为了改善系统的性能，将操作系统中与硬件密切 有关的部分软件，通过微程序设计技术转化为硬件，也 就是通常所说的固化，这些具有软件功能的硬件称为固 件。例如IBM公司生产的AS／400结构如下：
操作系统的历史-2 操作系统的历史
• 操作系统发展历史阶段: 其一是大型主机时代，操作系统作为硬件的组成部分之 一，由硬件开发商自己设计； 其二则是个人电脑或小型主机时代，软件与硬件齐头并 进，其间又经历了两个阶段基于命令行的DOS操作系统； 和基于窗口图形界面的Windows操作系统。 第三个历史阶段：WEB时代。微软公司的．NET技术与 SUN公司的SUN ONE平台。 • “开发下一代的互联网操作系统”课题列入国家863“十 五”计划中的基础软件平台研发重点项目，以国家的实 力作为后盾支持，以企业化的运作为模式，实现了基础 研究与市场化的同步。 2003年以首席科学家陈榕为首的北京科泰世纪科技有限 公司开发“和欣”操作系统1.0的产品。
1.1.2 操作系统的历史
1。第0代（40年代未－50年代初）无操作系统 。 40年代未－50年代初） 年代未 年代初 这时的计算机操作是由程序员采用人工操作方式直接 使用计算机硬件系统。 第一代（50年代中 50年代未 年代中－ 年代未） 2。第一代（50年代中－50年代未）初级单道批处理系统 它是为了减少人工操作时间和作业转换时间提高CPU 利用率而设计的。系统自动成批处理作业，这是初级单 道批处理系统。 第二代（60年代初 60年代中 年代初－ 年代中） 3．第二代（60年代初－60年代中）多道程序设计共享系 统 这一代操作系统包括多道批处理系统、采用交互方式 的分时系统和以提高瞬时响应时间为特征的实时系统。
引论目录 引论目录－1
1.4 操作系统特征和功能 1.4.1 操作系统特征 1.4.2操作系统功能 1.5用户与操作系统的接口 1.5.1 用户接口 1.5.2 Windows 2000用户接口 1.5.3 Linux/ UNIX接口 1.6实验和习题 1.6.1 实验1：Linux/UNIX环境复合命令的使用 1.6.2 例题 1.6.3 选择题 1.6.4 问答题
主目录
• • • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 引论 进程管理 存储器管理 设备管理 文件系统
第一章
引论
( Introduction of Operation System )
教学目的 操作系统（OS）是最重要的系统软件，本章 从OS的作用、发展史、类型、特征和功能等多 方面介绍OS。
操作系统 Operating System OS） （OS）
徐宗元主编
高等教育出版社
2005第二版 第二版
参考教材
尤晋元等.Windows操作系统原理 北京： 操作系统原理. 1 尤晋元等 .Windows 操作系统原理 . 北京 ： 机械工业出版 社，2001 Stallings. 2 William Stallings. Operating Systems ： Internal Principles， 北京： and Design Principles ， 第 3 版 . 北京 ： 清华大学出版 1998年 社，1998年 Nutt,G. 现代观点，实验更新版. 3 Nutt,G. 操作系统 现代观点，实验更新版. 孟祥由等 北京：机械工业出版社， 译.北京：机械工业出版社，2004 Concepts， 4 James Peterson L.Operating System Concepts ， 第 6 北京：机械工业出版社， 版. 北京：机械工业出版社， 2001 汤子瀛等．计算机操作系统，第二版.西安“ 5 汤子瀛等 ． 计算机操作系统 ， 第二版 . 西安“ 西安电子 科技大学出版社， 2001。 科技大学出版社， 2001。 陈向群等. 操作系统教程. 北京： 北京大学出版社， 6 陈向群等 . 操作系统教程 . 北京 ： 北京大学出版社 ， 2001