Lin讲义ux操作系统原理与应用
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–尽可能地方便用户使用计算机 –让各种软件资源和硬件资源高效而协调地运转起来。
• 计算机的硬件资源和软件资源各指什么？ • 假设在一台计算机上有三道程序同时运行，并试图在一台
打印机上输出运算结果，必须考虑哪些问题 ? • 从操作系统设计者的角度考虑，一个操作系统必须包含以
下几部分
– 操作系统接口 – CPU管理 – 内存管理 – 设备管理 – 文件管理
计计 算算 机机 语语 言言 无面编向程对语象言语直言接成 使为用主机流器代码
编程语言雏形期
1）JAVA语言 2）脚本语言兴起 1）编程语言大量 涌编现程工具向跨平 2台）方结向构发化程序设 计 3）C语言逐渐
– 你需要知道文件存放在何处吗？ – 柱面、磁道、扇区描述什么？ – 数据的搬动过程怎样进行
• 繁琐留给自己，简单留给用户
– 操作系统穿上华丽的外衣－图形界面 – 操作系统穿上朴素的外衣－字符界面
<>
认识操作系统－从程序开发者的角度看
• 拷贝命令的C语言实现片断
inf=open(“/floppy/TEST”,O_RDONLY,0); out=open(“/mydir/test”,O_WRONLY,0600);
年代
硬 件 特点
操作系统特点
背景
年代
硬 件 特点 操作系统特点 背 景
第二代计算机 1) 采 用 印 刷 电 路 1）单道批处理系 1947年发明晶体
50年代末机~6械0年计代算机2) 稳1定）性纯与机可械结靠 统纯手工操作 从 计管算 尺 至
中期 时代17世纪性 大构，大低提速 高 2）操作系统以监差 分 机 到 分
精品
Linux操作系统原理与应用
第一章 操作系统概述
认识操作系统 操作系统的发展 开放源代码的Unix/Linux操作系统 Linux内核 Linux内核源代码
认识操作系统
整体看 使用者
操作系统设计者
操作系统
普通开发者
不同角度看到的操作系统
认识操作系统－从使用者的角度看
• 打开计算机，首先跳入眼帘的是什么？ • 要拷贝一个文件，具体的拷贝操作是谁完成的？
晶体管计~算20机世纪初3) 批2量）生只产能成进行为 督软件形式出现 析 机 发 展 了
可 简单的数学能 3）任务按顺序方数百年
4) 进运入算实 际 应 用 式处理
第一代计算领域但1)数体量积有大限、 无操作系统 1906年发明
第三代计机算机 1) 体能积耗减高小、，故性 1（)涌程现序大按批机操器作 电子19管58年发明集成
3) 进应入用商 业 应 用 系统
管计算机)
4) 尚 不 适 合 家 庭 2）奠定了现代操
应用的需求
作系统的基本框
架
硬件角度下操作系统发展的分析
–分析
• 在硬件的性价比较低的时候，操作系统设计追求 什么？
• 在硬件性价比越来越高后，操作系统的设计开始 追求的目标是什么？
• 计算机开始普及后，操作系统的设计开始追求？
硬件
<>
认识操作系统－从程序执行看
–操作系统是其它所有用户程序运行的基础。
#include<stdio.h> main() { printf(“ Hello world\n”) }
该程序的执行过程简述如下:
•操作系统检查字符串的位置是否正确 ••用操户作告系诉统操找作到系字统符执串行被t送es往t程的序设备 ••操操作作系系统统通将过字文符件串名送找往到输该出程设序备窗口 •系检统查确其定类这型是,检一查个程合序法首的部操，作找，出然代后 码将和字数符据串存转放换的成地像址素 ••文窗件口系系统统找将到像第素一写个入磁存盘储块映像区
<>
操作系统的发展
–操作系统的演变
• 单道批处理系统
–串行执行预先组织好的一组任务 –提高了系统效率 。
• 多道批处理系统
–可以交错运行多个程序 –再次提高系统效率。
• 分时系统
–将处理器的运行时间分成数片，均分或依照一定权重 派发给系统中的用户使用
–快速响应
<>
硬件角度下的操作系统发展轨迹
–硬件角度下的操作系发展轨迹
操作系统的• 发从第展三代到第四代计算机，操作系统的发展逐渐
摆脱追随硬件发展的状况 ，形成自己的理论体系 • 进入第四代系统后，分布式系统和多处理器系统
虽然极大的扩充了操作系统理论，但系统结构并 没有变化，只是各功能模块得以进一步完善。
<>
软件角度下的操作系统发展轨迹
主主流流操操作作系系统统 类无Unix系列 WINDOWS系列
60年代中1期94~67年0年~50年价 比障迅多速、价提格高 系码统编写，载体 194电6 路ENIAC
代初 代末电子管2) 小贵型 计 算 机 发 多从道插批件处板理到系卡统、研制19成71功年INTEL发
集成电路计计算算机机 展 2)难迅以普及速 分片时与系纸统带和）实时 (第明一微台处电理子器
••操视作频系硬统件建将立像程素序表的示执转行换环成境一组模拟
•信操号作控系制统显把示程器序（从重磁画盘屏装幕入）内存，并
跳•显到示程器序发开射始电处子执束行。你在屏幕上看到
Hello world。
从中看
wenku.baidu.com<>
到什么
认识操作系统－从设计者角度看
– 从操作系统设计者的角度看
• 操作系统的设计目标是什么？
<>
认识操作系统－定义
操作系统是计算机系统中的一个系统软件， 是一些程序模块的集合——它们能以尽量 有效、合理的方式组织和管理计算机的软 硬件资源，合理的组织计算机的工作流程， 控制程序的执行并向用户提供各种服务功 能，使得用户能够灵活、方便、有效的使 用计算机，使整个计算机系统能高效、顺 畅地运行。
do{ l=read(inf,buf,4096); write(outf,buf,l); } while(l); close(outf); close(inf);
<>
认识操作系统－从所处位置看
浏览器 信息管理 文件管理系统 游戏 编译程序 编辑程序 命令 解释程序
操作系统
内核
CPU、内存、I/O接口
单道批处理系 统 网络操作系统 分布式操作系统 多道批处理 嵌分入时式系系统统 实时系统 多处理系统
系系统统特特点点
人手机工交操互作成为 主题 1）可视化界面 2作）业多运媒行体的技监 督程序 微内核技术兴 起 操作系统结构 单确内立核，与分微为内处 核理竞机争管激理烈、内 存管理、设备 管理、文件管 理等模块
• 计算机的硬件资源和软件资源各指什么？ • 假设在一台计算机上有三道程序同时运行，并试图在一台
打印机上输出运算结果，必须考虑哪些问题 ? • 从操作系统设计者的角度考虑，一个操作系统必须包含以
下几部分
– 操作系统接口 – CPU管理 – 内存管理 – 设备管理 – 文件管理
计计 算算 机机 语语 言言 无面编向程对语象言语直言接成 使为用主机流器代码
编程语言雏形期
1）JAVA语言 2）脚本语言兴起 1）编程语言大量 涌编现程工具向跨平 2台）方结向构发化程序设 计 3）C语言逐渐
– 你需要知道文件存放在何处吗？ – 柱面、磁道、扇区描述什么？ – 数据的搬动过程怎样进行
• 繁琐留给自己，简单留给用户
– 操作系统穿上华丽的外衣－图形界面 – 操作系统穿上朴素的外衣－字符界面
<>
认识操作系统－从程序开发者的角度看
• 拷贝命令的C语言实现片断
inf=open(“/floppy/TEST”,O_RDONLY,0); out=open(“/mydir/test”,O_WRONLY,0600);
年代
硬 件 特点
操作系统特点
背景
年代
硬 件 特点 操作系统特点 背 景
第二代计算机 1) 采 用 印 刷 电 路 1）单道批处理系 1947年发明晶体
50年代末机~6械0年计代算机2) 稳1定）性纯与机可械结靠 统纯手工操作 从 计管算 尺 至
中期 时代17世纪性 大构，大低提速 高 2）操作系统以监差 分 机 到 分
精品
Linux操作系统原理与应用
第一章 操作系统概述
认识操作系统 操作系统的发展 开放源代码的Unix/Linux操作系统 Linux内核 Linux内核源代码
认识操作系统
整体看 使用者
操作系统设计者
操作系统
普通开发者
不同角度看到的操作系统
认识操作系统－从使用者的角度看
• 打开计算机，首先跳入眼帘的是什么？ • 要拷贝一个文件，具体的拷贝操作是谁完成的？
晶体管计~算20机世纪初3) 批2量）生只产能成进行为 督软件形式出现 析 机 发 展 了
可 简单的数学能 3）任务按顺序方数百年
4) 进运入算实 际 应 用 式处理
第一代计算领域但1)数体量积有大限、 无操作系统 1906年发明
第三代计机算机 1) 体能积耗减高小、，故性 1（)涌程现序大按批机操器作 电子19管58年发明集成
3) 进应入用商 业 应 用 系统
管计算机)
4) 尚 不 适 合 家 庭 2）奠定了现代操
应用的需求
作系统的基本框
架
硬件角度下操作系统发展的分析
–分析
• 在硬件的性价比较低的时候，操作系统设计追求 什么？
• 在硬件性价比越来越高后，操作系统的设计开始 追求的目标是什么？
• 计算机开始普及后，操作系统的设计开始追求？
硬件
<>
认识操作系统－从程序执行看
–操作系统是其它所有用户程序运行的基础。
#include<stdio.h> main() { printf(“ Hello world\n”) }
该程序的执行过程简述如下:
•操作系统检查字符串的位置是否正确 ••用操户作告系诉统操找作到系字统符执串行被t送es往t程的序设备 ••操操作作系系统统通将过字文符件串名送找往到输该出程设序备窗口 •系检统查确其定类这型是,检一查个程合序法首的部操，作找，出然代后 码将和字数符据串存转放换的成地像址素 ••文窗件口系系统统找将到像第素一写个入磁存盘储块映像区
<>
操作系统的发展
–操作系统的演变
• 单道批处理系统
–串行执行预先组织好的一组任务 –提高了系统效率 。
• 多道批处理系统
–可以交错运行多个程序 –再次提高系统效率。
• 分时系统
–将处理器的运行时间分成数片，均分或依照一定权重 派发给系统中的用户使用
–快速响应
<>
硬件角度下的操作系统发展轨迹
–硬件角度下的操作系发展轨迹
操作系统的• 发从第展三代到第四代计算机，操作系统的发展逐渐
摆脱追随硬件发展的状况 ，形成自己的理论体系 • 进入第四代系统后，分布式系统和多处理器系统
虽然极大的扩充了操作系统理论，但系统结构并 没有变化，只是各功能模块得以进一步完善。
<>
软件角度下的操作系统发展轨迹
主主流流操操作作系系统统 类无Unix系列 WINDOWS系列
60年代中1期94~67年0年~50年价 比障迅多速、价提格高 系码统编写，载体 194电6 路ENIAC
代初 代末电子管2) 小贵型 计 算 机 发 多从道插批件处板理到系卡统、研制19成71功年INTEL发
集成电路计计算算机机 展 2)难迅以普及速 分片时与系纸统带和）实时 (第明一微台处电理子器
••操视作频系硬统件建将立像程素序表的示执转行换环成境一组模拟
•信操号作控系制统显把示程器序（从重磁画盘屏装幕入）内存，并
跳•显到示程器序发开射始电处子执束行。你在屏幕上看到
Hello world。
从中看
wenku.baidu.com<>
到什么
认识操作系统－从设计者角度看
– 从操作系统设计者的角度看
• 操作系统的设计目标是什么？
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认识操作系统－定义
操作系统是计算机系统中的一个系统软件， 是一些程序模块的集合——它们能以尽量 有效、合理的方式组织和管理计算机的软 硬件资源，合理的组织计算机的工作流程， 控制程序的执行并向用户提供各种服务功 能，使得用户能够灵活、方便、有效的使 用计算机，使整个计算机系统能高效、顺 畅地运行。
do{ l=read(inf,buf,4096); write(outf,buf,l); } while(l); close(outf); close(inf);
<>
认识操作系统－从所处位置看
浏览器 信息管理 文件管理系统 游戏 编译程序 编辑程序 命令 解释程序
操作系统
内核
CPU、内存、I/O接口
单道批处理系 统 网络操作系统 分布式操作系统 多道批处理 嵌分入时式系系统统 实时系统 多处理系统
系系统统特特点点
人手机工交操互作成为 主题 1）可视化界面 2作）业多运媒行体的技监 督程序 微内核技术兴 起 操作系统结构 单确内立核，与分微为内处 核理竞机争管激理烈、内 存管理、设备 管理、文件管 理等模块