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01-操作系统概述-1.ppt

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操作系统原理 Principles of Operating System 信息工程大学信息工程学院计算机系 2007年 授课教师 主讲: 邰 铭 taiming@ 辅导: 安 克 anke_a@126.com 办公地址: 实验楼四层东北侧网络安全实验室 电话: 30523 授课教师 主讲: 邰 铭 taiming@ 辅导: 王 成 207beckham@163.com 办公地址: 实验楼四层东北侧网络安全实验室 电话: 30523 第一章 操作系统概述 本次课主要内容 计算机系统的组成 操作系统的定义 操作系统的目标和作用 操作系统的特点 操作系统实例 操作系统的学习 计算机系统组成 硬件: 中央处理机(CPU) 内存 总线 外部设备 I/O设备(键盘、显示器、打字机、鼠标),存储设备(硬盘、软盘、光盘、磁带),其它设备(MODEM、通信口) 软件: 系统软件(操作系统、语言编译器、数据库管理系统) 应用软件 (CAD、MIS、用户自己开发的系统等) 支撑软件(工具软件)(软、硬件检测疹断程序) 什么是操作系统? 什么是操作系统? 什么是操作系统? 什么是操作系统? 1、科普的观点 操作系统是计算机系统的管理和控制中心,它依照设计者制定的各种调度策略组织和管理计算机系统资源,使之能高效地运行。 2、功能的观点 操作系统是一个计算机资源管理系统,它负责计算机系统的全部资源的分配、控制、调度和回收。 3、用户的观点 操作系统是计算机与用户之间的接口,用户通过这种接口使用计算机。 什么是操作系统? 什么是操作系统? 4、软件的观点 操作系统是程序和数据结构的集合。 5、管理的观点 操作系统是计算机硬件和软件资源的合理而协调的管理者。 6、从开发的角度 操作系统是计算机资源的管理者。操作系统是服务的提供者。 7、从程序运行的角度 操作系统又是程序的组织者,它协调系统中各种程序的运行。 什么是操作系统? 操作系统的目标 方便性 有效性 可扩充性 开放性 什么是操作系统? 从本质上说,操作系统是资源的管理者。 如果把计算机看成一个国家的话,操作系统就是这个国家的政府机关。 如果把计算机看成一个家庭的话,操作系统就是这个家庭的管家。 我们主要从开发者的角度讨论操作系统,探讨操作系统内核的组成结构和实现技术。 操作系统做什么? (1)程序的执行 负责启动每个程序,以及结束程序的工作 (2)完成与硬件有关的工作 (3)完成与应用无关的工作 易于使用,基本服务,统一性 (4)计算机系统的效率与安全问题 硬件相关性 应用程序 ----------------------- 虚机器界面 操作系统 ----------------------- 物理机器界面 硬件 硬件相关性 指实现代码中包含存储器的物理地址,包含对设备接口寄存器和设备接口缓冲区的读写等等 实现该工作的过程代码和硬件因素密切相关,即需要设置与测试、使用物理地址、设备接口寄存器等等 硬件相关必然复杂繁琐、代码量大 硬件相关的工作,其实现代码不通用 硬件相关 例子:软盘I/O操作 控制芯片NEC PD765有16条命令 每一条命令向一个设备寄存器装入长度从1 到9 字节的特定数据(读写数据、移动磁头臂、格式化磁道,及初始化、检测状态、复位、校准控制器及设备等) 以READ为例:13个参数 要读取的磁盘块地址、磁道的扇区数、物理介质的记录格式、扇区间隙、对已删除数据地址标识的处理方法 操作结束时,控制器芯片在7个字节中返回23个状态及出错字段 软盘程序员还要保持注意步进电机的开关状态 硬件相关 由于操作系统承担了上述工作,在其之上的各类程序就没有必要直接同硬件打交道了。硬件改变时,操作系统相应变化即可,其他的程序不用作出改变 应用软件与现实硬件之间的软件 硬件抽象,可移植性 有限变为无限(接近) 提供保护 一台等价的扩展机器(虚拟机),比底层硬件更容易编程 与应用无关性 任何一个程序都需要的、最基本的工作 它们 具有共性、工作过程相同、与具体应用无直接关系(即与用户所关心的应用目标无直接关系) 涉及面广:如计算机体系结构/硬件、程序设计语言、数据结构、程序设计、算法分析、软件工程、网络等等。 变化快:新的硬件在不断出现,新的需求在不断提出,因而操作系统在不断变化。 基本概念多:新概念还在不断涌现。 实践性强:操作系统原理都是从实践中总结出来的,因此应该在实践中学习操作系统。 试验难度大:有的操作系统无法改(如W
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