计算机操作系统 徐虹 http://jwc.cuit.edu.cn/jxgl/ HomePage/Default. asp 说明 总学时: 70(学时)=50(课时)+20(实验) >行课时间从第1周开始,每周4学时 棵)实验安排待定 系>考试时间:课程结束 引>掌握第1—10章的内容 论 有关0S/2的内容不作要求 CUIT徐红
1 计算机操作系统 徐 虹 http://jwc.cuit.edu.cn/Jxgl/ HomePage/Default.asp 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 2 CUIT 徐虹 说 明 ¾ 总学时： 70(学时)= 50（课时）+20（实验） ¾行课时间从第 1 周开始，每周 4 学时 ¾实验安排待定 ¾考试时间：课程结束 ¾掌握第 1 — 10 章的内容 ¾有关OS/2的内容不作要求
教材和参考资料 汤子瀛,计算机操作系统,西安电子科技大 学出版社 William Stallings,操作系统一内核与设 计原理,电子工业出版社 张尧学、史美林,计算机操作系统教程, 清华大学出版社 系> Andrew s. Tanenbaum,操作系统:设计与实 现,电子工业出版社 Andrew S. Tanenbaum,现代操作系统,机 械工业出版社 3>陈慧蓉,UNIX系统基础,清华大学出版社 CUIT徐红 目录 第一章:操作系统引论 >第二章:进程的描述与控制 第三章:进程的同步与通信 统 第四章:调度与死锁 第五章:存储器管理 第六章:虚拟存储器 统 >第七章:设备管理 论 第八章:文件系统 >第九章:磁盘存储器管理 第十章:操作系统接口 CUIT徐红
2 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 3 CUIT 徐虹 教材和参考资料 ¾ 汤子瀛，计算机操作系统，西安电子科技大 学出版社 ¾ William Stallings，操作系统—内核与设 计原理，电子工业出版社 ¾ 张尧学、史美林，计算机操作系统教程， 清华大学出版社 ¾ Andrew S.Tanenbaum，操作系统：设计与实 现，电子工业出版社 ¾ Andrew S.Tanenbaum，现代操作系统，机 械工业出版社 ¾ 陈慧蓉，UNIX 系统基础，清华大学出版社 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 4 CUIT 徐虹 目 录 ¾第一章：操作系统引论 ¾第二章：进程的描述与控制 ¾第三章：进程的同步与通信 ¾第四章：调度与死锁 ¾第五章：存储器管理 ¾第六章：虚拟存储器 ¾第七章：设备管理 ¾第八章：文件系统 ¾第九章：磁盘存储器管理 ¾第十章：操作系统接口
第一章操作系统引论 作>什么是0s( Operating Systems) 算>OS的形成和发展过程(类型和特点 操>现代0S的功能和特征 练>研究Os的几种观点 >OS的层次结构模型 CUIT徐红 1.10s的概念 作>计算机系统的构成 统 >硬件 软件 操作系统 系统软件 支撑软件 论 应用软件 CUIT徐红
3 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 5 CUIT 徐虹 第一章 操作系统引论 ¾什么是OS（Operating Systems） ¾OS的形成和发展过程（类型和特点） ¾现代OS的功能和特征 ¾研究OS的几种观点 ¾OS的层次结构模型 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 6 CUIT 徐虹 1．1 OS 的概念 ¾计算机系统的构成 ¾硬件 ¾软件 ¾系统软件 ¾支撑软件 ¾应用软件
CPU Main memory MAR MBR IO AR /0 BR I/O Module Bullers VOAR uller regNster CUIT徐红 >什么是 OS(Operating Systems) 引入OS的目的 操作系统的目标 方便性 统 有效性 可扩充性 统 >开放性 开放通讯标准 论 开放操作系统标准 开放用户接口标准 开放用户应用(软件)标准 CUIT徐红
4 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 7 CUIT 徐虹 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 8 CUIT 徐虹 ¾什么是OS (Operating Systems) ¾引入OS的目的 ¾操作系统的目标 ¾方便性 ¾有效性 ¾可扩充性 ¾开放性 ¾开放通讯标准 ¾开放操作系统标准 ¾开放用户接口标准 ¾开放用户应用（软件）标准
>OS的定义 OS是控制和管理计算机硬件和 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。 系统|操作系统 CUIT徐红 研究Os作用的几种佯度 资源管理的角度OS是计算机资源的 管理者 作)用户的角度—用户接口 统>机器扩充的角度—虚拟机 经OS提供的资源管理功能和各种服务功能把 操作系统 裸机改造成为功能更强使用更方便的机器 称为虚拟机。 在多用户系统中,对每一位用户而言都独占 论 台处理机。 >进程管理的角度 CUIT徐红
5 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 9 CUIT 徐虹 ¾OS的定义 OS是控制和管理计算机硬件和 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。 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 10 CUIT 徐虹 ¾研究OS作用的几种角度 ¾资源管理的角度——OS是计算机资源的 管理者 ¾用户的角度——用户接口 ¾机器扩充的角度——虚拟机 ¾经OS提供的资源管理功能和各种服务功能把 裸机改造成为功能更强使用更方便的机器， 称为虚拟机。 ¾在多用户系统中，对每一位用户而言都独占 一台处理机。 ¾进程管理的角度
20S的发展过程 OS随着计算机技术和应用的日 益发展而逐渐发展和不断完善。功 系统|操作系统 能由弱到强。成为计算机系统中的 核心。 提高计算机资源利用率 方便用户 器件的不断更新换代。 11 计算机体系结构的不断发展 CUIT徐红 5>手工操作 运算速度慢,无OS。用户直接用机器语言编程 并独占全部计算机资源。 用户山纸带、 统 卡片4 计算机 作>早期批处理 统>批处理:操作员把用户提交的作业分类,把 批中的作业编成一个作业执行序列,每一批作 论 业的执行由监督程序( Monitor)自动依次处 理 CUIT徐红
6 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 11 CUIT 徐虹 1．2 OS 的发展过程 OS随着计算机技术和应用的日 益发展而逐渐发展和不断完善。功 能由弱到强。成为计算机系统中的 核心。 ¾提高计算机资源利用率。 ¾方便用户 ¾器件的不断更新换代。 ¾计算机体系结构的不断发展 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 12 CUIT 徐虹 ¾手工操作 ¾运算速度慢，无OS。用户直接用机器语言编程， 并独占全部计算机资源。 ¾早期批处理 ¾批处理：操作员把用户提交的作业分类，把一 批中的作业编成一个作业执行序列，每一批作 业的执行由监督程序（Monitor）自动依次处 理
运行一个作业: 编译连接运行一个 FORTRAN程序, 操则其卡片叠内容为: SJOB SFTN program to be compiled(源程序卡叠 SLOAD SRUN data for program(数据卡叠) 13 SEND CUIT徐红 联机批处理:慢速I/O设备和主机直 接相连。 统 町输入机 机 输出设备 统 论 CUIT徐红
7 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 13 CUIT 徐虹 ¾运行一个作业： 编译连接运行一个FORTRAN程序， 则其卡片叠内容为： $JOB $FTN program to be compiled（源程序卡叠） $LOAD $RUN data for program（数据卡叠） $END 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 14 CUIT 徐虹 ¾联机批处理：慢速I/O设备和主机直 接相连
脱机批处理 管理作业的运行(装入和运行各种系统 处理程序,如汇编,编译,连接装配,程 序库等);完成作业的自动过渡,同时也 出现了覆盖等程序设计技术。 输出设备 CUIT徐红 多道程序系统(多道批处理系统) 过程 作业提交—>收容或后备>执行 (就绪,运行,等待)—>完成 统 特点 作业间自动调度执行。 统 >资源利用率高,系统吞吐量大 平均周转时间长,无交互能力,对小型 论 作业不利。 CUIT徐红
8 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 15 CUIT 徐虹 ¾脱机批处理 ¾管理作业的运行（装入和运行各种系统 处理程序，如汇编，编译，连接装配，程 序库等）；完成作业的自动过渡，同时也 出现了覆盖等程序设计技术。 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 16 CUIT 徐虹 ¾多道程序系统 （多道批处理系统） ¾过程 ¾作业提交——>收容或后备——>执行 （就绪，运行，等待）——>完成。 ¾特点 ¾作业间自动调度执行。 ¾资源利用率高，系统吞吐量大。 ¾平均周转时间长，无交互能力，对小型 作业不利
rogram A Run Run rogram B Wait Run Walt Run walt Program C Wait Walt wait Run e Erie w RunRun Ruf Combined Time Multiprograming with three programs CUIT徐红 J0B1 30B2 J0B3 T Heavy I/o Heavy I/o Duration 5 mir 15 min 10 min 统 Memory required 50K Need disk? 统 Need terminal? YO No 论 Need printer Y CUIT徐红
9 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 17 CUIT 徐虹 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 18 CUIT 徐虹 JOB1 JOB2 JOB3 Type of job Heavy compute Heavy I/O Heavy I/O Duration 5 min. 15 min. 10 min. Memory required 50K 100 K 80 K Need disk? No No Yes Need terminal？ No Yes No Need printer? No No Yes
CPU CPU emory Terminl Termina IOB2 Job History JOB minutes Uniprogramming Multiprogramming Processor use 22% 43% 作 Memory use 30% 67% 统 Disk use 33% 67% 操 Printer use 33% 67% 系 Elapsed time 30 min 15 min Throughput rate 6 jobs/hr 12 jobs/hr Mean resp onse time i 8 min 10 min CUIT徐红
10 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 19 CUIT 徐虹 操 作 系 统 | 操 作 系 统 引 论 20 CUIT 徐虹 Uniprogramming Multiprogramming Processor use 22% 43% Memory use 30% 67% Disk use 33% 67% Printer use 33% 67% Elapsed time 30 min. 15 min. Throughput rate 6 jobs/hr 12 jobs/hr Mean response time 18 min. 10 min