1、操作系统原理 Principles of Operating System,主讲：何青, 教材 计算机操作系统教程 张尧学 史美林 清华大学出版社,参考教材 操作系统教程 陈向群 杨芙清 北京大学出版社 现代操作系统 陈向群等译 机械工业出版社 Windows操作系统原理 机械工业出版社 计算机操作系统 汤子瀛等 西安电子科技大学出版社 计算机操作系统教程 周长林 左万历 高等教育出版社 操作系统基础 屠立德 屠祁 清华大学出版社 操作系统教程 孟庆昌 西安电子科技大学出版社,为什么学习操作系统?,设计操作系统 或者 修改现有的系统存在人们意识不到的大量“操作系统”加深对使用的OS的理解，有利
2、于深入编程用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道编程时借鉴操作系统的设计思想和算法操作系统中所用的许多概念和技巧可以推广应用到其他领域,操作系统课程的特点：,核心专业课、各大考试必考,抽象、理论性强,如何学好操作系统？ 发挥学习主动性,成绩构成： 期末考试80分+平时成绩20分平时成绩构成： 作业15分+出勤5分奖励分： 答问一次加0.2分 课堂报告5分,第一章 操作系统概述,操作系统的基本概念操作系统的技术发展过程操作系统的特征操作系统的功能操作系统的分类,一、操作系统的地位,计算机系统由硬件和软件组成 操作系统在硬件基础上的第一层软件 是其他软件和硬件之间的接口,二、操作系统的定义,操作
3、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地运行。,有效：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：用户界面,监控（督）程序（系统）（Monitor) 执行系统（程序）(Executive System(program) 控制系统（程序）(Control System program) 管理程序(Su
4、pervisor, Supervisory System) 核心程序(Kernel) 操作系统(Operating System),操作系统的名称,三、操作系统的发展,操作系统发展是随着计算机硬件技术、应用软件的发展而发展的 目标：充分利用硬件提供更好的服务,历史上的操作系统,随历史线索，介绍一些重要的操作系统 真空管时代(1946年-1955年) 晶体管时代(1955年-1965年) 集成电路时代(1965年-1980年) 大规模集成电路时代(1980年-至今),第一台数字计算机,英国数学家Charles Babbage（1792-1871）设计 Babbage投入了毕生精力 但却没能让它成
5、功地运行起来因为当时的技术不可能达到需要的精度当然，这个分析机没有操作系统,二战对武器设计的需要 美国、英国和德国等国家 开始了电子数字计算机的研究工作哈佛大学的Howard Aiken 普林斯顿高等研究院的John Neumann（冯诺依曼） 宾夕法尼亚大学的J.Presper Eckert和William Mauchley 德国电话公司的Konraad Zuse以及其他一些人 都使用真空管成功地建造了运算机器,真空管计算机（1945年-1955年）时期,没有程序设计语言（甚至没有汇编），更谈不上操作系统 程序员提前预约一段时间,然后到机房将他的插件板插到计算机里 期盼着在接下来的时间中 几
6、万个真空管不会烧断 从而可以计算自己的题目,ENIAC计算机（美国宾夕法尼亚大学）,运算速度：5000次/每秒, 18000个真空管, 占地182平方米，重量130吨，功耗140kW,50年代早期 出现了穿孔卡片 程序写在卡片上然后读入计算机 但计算过程则依然如旧,晶体管计算机（1955年-1965年）时期,50年代晶体管发明 计算机比较可靠，可成批地生产 用户可指望计算机长时间运行，完成一些工作 FORTRAN 1954年提出，1956年设计完成 ALGOL 1958年引入 COBOL 1959年引入 设计人员、生产人员、操作人员、程序人员和维护人员之间第一次有了明确的分工,要运行一个作业，
7、先将程序写在纸上（用高级语言或汇编语言） 然后穿孔成卡片，再将卡片盒交给操作员 计算结果从打印机上输出 操作员到打印机上撕下运算结果送到输出室 程序员稍后可从取到结果 然后，操作员从输入室的卡片盒中读入另一个任务 如果需要FORTRAN编译器，还要把它取来读入计算机 机时在走来走去时被浪费,批处理操作系统 - 现代操作系统雏型,为了改进主存和I/O设备之间的吞吐量 IBM 7094机引入了I/O 处理机概念 其思想是：在输入室收集全部的作业，用一台相对便宜的计算机 如IBM 1401计算机，将它们读到磁带上 另外用较昂贵的计算机，如IBM7094来完成真正的计算,第二代计算机典型的操作系统,F
8、MS（FORTRAN Monitor System，FORTRAN监控系统）IBMSYS（IBM为7094机配备的操作系统）这些操作系统由监控程序，特权指令，存储保护和简单的批处理构成,第三代集成电路计算机（1965年-1980年）时期,60年代初期，计算机开始采用集成电路，多数厂商有几条完全不同的生产线，生产不同的计算机。产生的问题： 开发和维护完全不同的产品 对厂商来说是昂贵的 新用户在开始时只需要一台小计算机，后来可能需要一台大的计算机，又希望能在新计算机上执行原有的程序 厂家和用户要求软件在不同型号的计算机之间兼容,1964 年IBM 宣布推出System/360计算机系统第一个采用小
9、规模集成电路的主流机型 试图一次性地解决上述两个问题 由于所有的计算机都有相同的体系结构和指令集在理论上，为一型号编写的程序可以在其他型号机器上运行,IBM System/360的若干问题,IBM无法写出同时满足互冲突需要的操作系统其实别人也一样不能完成这项工作任务 IBM OS/360文件系统中有类型字段，定义文件的类型，有定长、不定长记录、块状和非块状文件用户对于输出文件的大小，只有通过猜测 存储管理有基地址寄存器寻址方式，程序也可以访问和修改基地址寄存器，但是CPU生成的却是绝对地址，虽然不用进行动态再分配但程序却被钉死在调入内存时的物理地址上 （IBM 370体系结构：引入虚拟存储器。
10、）,IBM System/360, 庞大的软件怪兽,数千名程序员写的数百万行汇编语言代码系统自身占据了大量存储空间和一半的CPU时间 数百万行汇编代码中有成千上万处错误 IBM不断发行新的版本试图更正这些错误每个新版本在更正老错误的同时又引入新错误 所以随着时间的流逝，错误的数量大致保持不变,多道程序设计技术（multiprogramming）,在IBM 7094机上，若当前作业因等待I/O而暂停，CUP只能等待直至该I/O完成对于CPU操作密集科学计算问题，浪费时间少对于商业数据处理，I/O等待时间常占8090 解决办法将内存分几个部分，每部分放不同的作业当一个作业等待I/O时，另一个作业可
11、以使用CPU在主存中同时驻留多个作业需要硬件进行保护以避免信息被窃取或攻击,分时系统,第三代计算机实质是批处理系统而从一作业提交到结果取回, 往往长达数小时一个逗号的误用会导致编译失败而可能浪费程序员半天时间问题的解决导致分时系统的出现（CTSS，Compatible Time Sharing System） 分时系统实际上是多道程序的一个变种提高计算机运算效率；改善人机交互界面,分时系统的思想于1959年在MIT提出(IBM 7090，32k RAM，0.35 MIPS，350万美元) 每个用户有一个联机终端 在分时系统中，假设20个用户登录其中17个在思考或谈论或喝咖啡则CPU可给那三个需
12、要的作业轮流分配服务 调试程序的用户常常只发出简短的命令而很少有长的费时命令 所以计算机能够为许多用户提供交互式快速服务同时在CPU空闲时还能在后台运行大作业,第一个分时系统由 MIT的Fernando Corbato 等1961年在一改装的IBM 7090/94机上开发成功当时有32个交互式用户 IBM 7090/94计算机有32K内存，系统用5K，用户用27K，用户存储映象在内存和一台磁鼓之间切换1962年Manchester大学的Atlas计算机投入运行运行速度200k FLOPS 第一个有虚拟存储器(virtual memory)和页面调度(paging) 的机器 首次引进系统调用（s
13、ystem call）,MULTICS的灾难,1965年在ARPA的支持下MIT、AT&T（贝尔实验室）和通用电气公司决定开发一种“公用计算服务系统”， 希望能够同时支持整个波士顿所有的分时用户。该系统称作MULTICS。(MULTiplexed Information and Computing Service ) MULTICS设计目标是：便利的远程终端使用，大量终端通过电话线接入计算机主机；高可靠的大型文件系统；大容量的用户信息共享；存储和构造层次化信息结构的能力；,MULTICS研制难度超出了所有人预料长期研制工作达不到预期目标，1969年4月贝尔实验室退出，通用电气公司也退出了但最终
14、，经过多年的努力，MULTICS成功地应用运行MULTICS的计算机系统在九十年代中陆续被关闭 MULTICS引入了许多现代操作系统领域概念雏形，对随后操作系统特别是UNIX的成功有着巨大的影响,小型计算机，电子游戏和UNIX的成功,1969年，在贝尔退出MULTICS研制项目后，Ken Thompson和Dennis M. Ritchie 想申请经费买计算机从事操作系统研究，但多次申请得不到批准 项目无着落，他们在一台无人用的PDP-7上，重新摆弄原先在MULTICS项目上设计的“空间旅行”游戏 为了使游戏能够在PDP-7上顺利运行，他们陆续开发了浮点运算软件包、显示驱动软件，设计了文件系统
15、、实用程序、shell 和汇编程序 到了1970年，在一切完成后，给新系统起了个同MULTICS发音相近的名字UNIX 随后，UNIX用C语言全部重写，自此，UNIX诞生了,UNIX,UNIX是现代操作系统的代表。Unix运行时的安全性、可靠性以及强大的计算能力赢得广大用户的信赖 促使UNIX系统成功的因素： 首先，由于UNIX是用C语言编写，因此它是可移植的，UNIX 是世界上唯一能在笔记本计算机、PC机、工作站直至巨型机上运行的操作系统 第二，系统源代码非常有效，系统容易适应特殊的需求 最后，也是最重要的一点，它是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统,第四代大规模集成电路计算机
16、（1980年-至今）,CP/M 操作系统 随着大规模集成电路发展，个人计算机时代到来了各种类型的个人计算机和软件层出不穷 1973年Gary Kildall看到对个人计算机操作系统的需求,设计了CP/M操作系统(Control Program/Microprocessor or Microcomputer) CP/M操作系统有较好的层次结构。它的BIOS把操作系统的其他模块与硬件配置分隔开，所以它的可移植性好, 具有较好的可适应性和易学易用性 到了1981年，CP/M操作系统成为世界上流行最广的8位操作系统之一,微软MS DOS,个人计算机的成功，逼得IBM采取紧急战略行动,决定要在1980年
17、尽快生产出微型计算机，以应付挑战 但没有操作系统不行。要想快就是找现成系统配套，IBM公司洽谈 CP/M操作系统不顺利，机遇落到了微软公司 在关键时刻，开发新操作系统时间和人手上已经不可能，微软找到西雅图计算机产品公司，达成由微软经销西雅图计算机产品公司的QDOS操作系统的协议 当时西雅图公司并不知道QDOS将被转卖给IBM，否则历史将会怎样演变，谁也无法知晓,IBM在1981年推出个人计算机，宣布了PC-DOS操作系统 版权合同：没有限制MS-DOS 随着IBM PC和MS DOS普及，CP/M逐渐走向下坡路 MS DOS有优良的文件系统但受到Intel x86体系结构的限制缺乏以硬件为基础
18、的存储保护机制 它属于单用户单任务操作系统 从1981的 1.0版到1998年在Windows 95/98之下的7.0版，MS DOS历经了16个年头 迄今仍有MS DOS爱好者继续开发各种DOS软件产品 兼容机市场，Compaq 与 Micro Channel,拯救苹果公司的Macintosh(MAC OS),在推出IBM PC机后，市场卷起一股龙卷风 IBM自己也没有料到产品会有如此巨大的成功 IBM的成功说明必有其他公司失败。甚至连苹果公司也遇到了问题，销售数量落到了兰色巨人的后面 苹果公司推出Lisa机遭到失败，Apple III型也遭到失败 分析家们：微机市场上的战斗似乎兰色巨人要嬴
19、了,施乐Palo Alto研究中心 -70年代的计算机研究思想库,世界上第一台个人计算机Alto，1972年在这里出现 图形界面，手持鼠标，面向对象程序设计微机网络，桌面出版和激光打印等等很多先进概念和技术的原型都首次出现在这里,1979年苹果公司允许施乐公司购买一百万股的苹果公司股票作为回报，施乐公司允许苹果公司的少数人员，包括乔布斯，在有限的时间内考察施乐公司Palo Alto研究中心内部，并同该思想库的研究人员交谈苹果公司对Palo Alto研究中心内的技术大感吃惊他们更吃惊的是，施乐公司在拥有这些宝贵技术的同时竟然什么也没有做！,对Palo Alto研究中心这些科学家们而言，苹果公司的
20、人是他们第一次遇到真正理解他们技术的人 这些科学家们后来有的去了苹果公司，微软公司，有的最终创办了自己的公司 在访问的基础上，苹果决定立即开发采用这些新技术的个人计算机 苹果公司已看到IBM PC机的技术有多么糟糕，但他们卖得又是特别的好,MAC OS、鼠标的新型个人计算机,1984年，人们看到一则广告：“What was that?”和对Macintosh的介绍, 这是配有图形界面操作系统 MAC OS和鼠标的新型个人计算机 MAC机一上市立即在市场上获得极大的成功 当年比尔.盖茨都说，这是一台他的妈妈也能使用的计算机 Macintosh把苹果公司从连续的失败中拯救出来苹果公司又开始向前发展
21、 正是Mac先进图形界面操作系统技术，超前PC机若干年，造就了一批苹果的忠实追随者,一波三折的微软Windows操作系统,1983年10月，PC机竞争厂家的图形界面相关产品上市 面对市场压力，比尔.盖茨在1983年11月10日宣布推出Windows操作系统 然而宣布容易，交货就不简单了，Windows交货期的灾难，成了当年计算机界的笑柄 直到1985年11月20日，Windows 1.0才正式上市,Windows的历史记录,Windows在当时微软历史上创了几个记录：延迟交货次数最多，投入开发人员最多，开发时间最长，更换主管人员最多 不过几年之后，Windows终于创造了销售成绩最佳的历史记录
22、 1992年4月，推出Windows 3.1, 1993年5月，发表Windows NT Windows 95，Windows CE，Windows 98，Windows 2000，Windows XP,.net 个人计算机采用Windows占90以上，微软公司成了垄断PC行业的同义词,基于微内核的Mach操作系统,1975年Rochester大学开发了RIG 操作系统 系统设计者之一Richard Rashid 移居到CMU后，在DARPA支持下，1984年开始了Mach的开发 希望Mach能与UNIX兼容，运行线程，更好的进程通信机制，支持多处理机及好的虚拟存储系统 Mach第一个版本是1
23、986年为VAX 11/784四CPU多处理机发布 1988年的Mach 2.5版包含了大量的BSD UNIX的代码 1989年，Mach 内核中去掉了所有的BSD UNIX的代码，剩下了一个纯的Mach微内核，这就是Mach 3.0版本，它是OSF发布的基础,IBM大型计算机操作系统OS/390,90年代末期，电子商务发展刺激对计算能力的要求，导致大型机市场的再度升温 三十年的改进,IBM S/390已成为有高可靠性、可扩展性、及安全可用性的现代大型计算机系统 支持即UNIX 95标准，UNIX应用程序可在IBM OS/390上运行 同时还可继续运行S/390应用程序，包括S/370上开发的
24、应用程序 包括TCP/IP的多种通信协议，具有高网络安全性 采用面向对象程序设计、并行处理、分布式处理以及客户机/服务器技术，具有较强的互操作性、可移植性与可扩展性,嵌入式操作系统的代表VxWorks,VxWorks支持各种工业标准，包括POSIX, ANSI C和TCP/IP网络协议 VxWorks运行系统的核心是一高效率的微内核 微内核支持各种实时功能，包括快速多任务处理，中断支持，抢占式和轮转式调度 微内核设计减轻了系统负载并可快速响应外部事件 从只需几千字节存储器的深嵌式产品设计到复杂高端实时系统设计，开发人员有八十多个选件并可构成上百个不同的配置,VxWorks开发主机：Window
25、s 9x,Windows NT, Sun Solaris, SunOS, HP-UX等 支持目标微处理器：86, 68k, PPC, CPU 32, i960, SPARC, SPARCLite, SH, ColdFire, R3000, R4000, C16X, ARM, MIPS等 在“极地登陆者”号，“深空二号”和火星气候轨道器等登陆火星探测器上，就采用了VxWorks VxWorks负责火星探测器全部飞行控制，包括飞行纠正、载体自旋和降落时的高度控制等，而且还负责数据收集和与地球的通信工作 目前在国内也占据嵌入式开发系统市场主要份额,Internet时代与Linux,1990年秋天，L
26、inus在芬兰首都赫尔辛基大学学习操作系统课程，因为上机需要排队等待，Linus买了台PC机，开发了第一个程序，程序包括两个进程，向屏幕上写字母，然后用定时器来切换进程 Linus需要终端仿真程序来存取Usenet新闻组的内容，于是他写了从调制解调器上接发信息的程序以及显示器、键盘和调制解调器的驱动程序 然后写了磁盘驱动程序，文件系统，一旦有了进程切换、文件系统和设备驱动程序，当然就拥有了一个操作系统原型，或者至少是它的一个内核 Linux就以这样极其古怪但也极其自然式问世,操作系统领域中新的操作系统,有线电视机顶盒领域， PowerTV 移动通信领域，EPOC 掌上计算机领域，Palm OS
27、 数字影像领域， Digita,研究中的新的操作系统,哈佛大学的VINO，使应用得以重用内核构件 犹他州大学的OSKit，提供构造操作系统所需的基础构件，也提供高层次构件。OSKit可用来构造新的OS MIT Exokernel,该系统只有一个极小的核。系统抽象通过Library Operating System完成 NASA空间飞行中心(GSFC)研制Beowulf项目开始于1994年，用商业化的微型计算机，Linux和以太网等构造集群。已有世界各地的约六十个大学和研究机构在使用 加州大学伯克利分校NOW集群操作系统，100台Ultra SPARC-I处理机集群，排名于世界最快的200台超级
28、计算机之内,国内操作系统的研制状况,60年代末至70年代初杨芙清院士主持我国第一台百万次集成电路计算机（150）操作系统支持多道程序运行，在石油勘探领域成功应用 70年代中后期杨芙清院士主持我国第一个全部用高级语言书写的DJS240机操作系统DJS200/XT2层次管程结构模型，PCM设计方法，活跃管程结构模式,国内操作系统的研制状况（续）,GX73多机实时操作系统（1978年）国防科技大学，1980年装在“远望”-I 号航天测量船上，完成了向太平洋发射运载火箭、潜水艇水下发射的测控任务；完成了我国第一颗同步地球卫星的测控、定轨、控制任务 “银河”-1 YHOS巨型操作系统（1983年）国防科
29、技大学，用于YH-1、YH-2超级计算机，用于我国的石油勘探、天气预报和核物理研究COSIX v 1.X/2.0 国产UNIX类操作系统（国家八五、九五重点科技攻关成果，以中软为首，联合国内18个单位共同完成）微内核结构，安全级别超过B1，中文界面 嵌入式操作系统Hopen（女娲计划） Linux类操作系统,思考和回顾,个人计算机的兴起，结束了IBM的霸主地位 Internet普及，Linux的成功，极大地推动了当代操作系统的研究发展活动 据不完全统计，当前在Internet上，有超过100个操作系统的项目在14个国家中进行着 一批批的程序设计员们自愿通过互联网组织成为研究小组，从事着各类操作
30、系统的研究开发工作,四、操作系统的分类,思考： 操作系统有哪些基本类型？ 目前大家使用的Windows属于哪 种类型？,批处理操作系统,工作方式： 用户将作业交给系统操作员 系统操作员将许多用户的作业组成一批作业 之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流 启动操作系统 系统自动、依次执行每个作业 最后由操作员将作业结果交给用户,卡片,早期批处理系统,IBM1401,IBM7094,IBM1401,输入磁带,磁带机,卡片阅读机,输出磁带,打印机,批处理操作系统优缺点 - 优点：作业流程自动化效率高，吞吐率高吞吐量：单位时间内处理作业的个数- 缺点：无交互手段，调试程序困难,批处
31、理系统的主要缺点是（ ）。A CPU的利用率不高 B、失去了交互性 C 不具备并行性 D、以上都不是所谓（ ）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。A多重处理 B、多道批处理 C实时处理 D、共行执行,分时操作系统,工作方式:一台主机连接了若干个终端 每个终端有一个用户在使用 交互式的向系统提出命令请求 系统接受每个用户的命令 采用时间片轮转方式处理服务请求 并通过交互方式在终端上向用户显示结果 用户根据上步结果发出下道命令,主机,终端,分时操作系统,时间片： 操作系统将CPU的时间划分成若干个片段,称为时间片 操作系统以时间片为单位
32、,轮流为每个终端用户服务 每次服务一个时间片 (其特点是利用人的错觉，使人感觉不到),分时操作系统特点,多路性 交互性 “独占”性 及时性,同时有多个用户使用一台计算机 宏观上：是多个人同时使用一个CPU 微观上：多个人在不同时刻轮流使用CPU,用户根据系统响应结果进一步 提出新请求(用户直接干预每一步),用户感觉不到计算机为其他人服务 （OS提供虚机器，各个用户的虚 机器互不干扰）,系统对用户提出的请求及时响应,在分时系统中，时间片一定时，（ ），响应时间越长。A 内存越多 B、用户数越多 C、内存越少 D、用户数越少,实时操作系统,主要追求目标： 对外部请求在严格时间范围内作出反应 高可靠
33、性 安全性 完整性实时系统必须和先进的技术装备相结合,实时操作系统,分类： 第一类：实时过程控制工业控制，军事控制，. 第二类：实时通信（信息）处理电讯（自动交换），银行，飞机订票股市行情,下面6个系统中，必须是实时操作系统的有（ ）个。计算机辅助设计系统、航空订票系统、过程控制系统、机器翻译系统、办公自动化系统、计算机激光照排系统A1 B、2 C、3 D、4设计实时操作系统时，首先应考虑系统的（ ）。A可靠性和灵活性 B、实时性和可靠性 C灵活性和可靠性 D、有两性和分配性,个人计算机操作系统 (单用户多任务),计算机在某一时间内为单用户服务, 其追求目标是界面友好，使用方便， 丰富的应用软
34、件,网络操作系统,它是基于计算机网络的, 是在各种计算机操作系统上, 按网络体系结构协议标准开发的软件, 包括网络管理,通信,安全,资源共享 和各种网络应用。 目标：是相互通信及资源共享,网络操作系统,网络服务 应用程序,通信软件（协议支持）,单机 操作系统,用户应用程序,局域网操作系统的结构,通信软件（协议支持）,分布式操作系统,它基于两种环境: 多处理器(CPU)系统或 多计算机系统（网络） 是网络操作系统的更高级的形式 它保持了网络操作系统的全部功能,分布式操作系统,特征: 1.是一个统一的操作系统 2.资源进一步共享 3.透明性:资源共享，分布。用户并不知道，对用 来讲是透明的 4.自
35、治性:处于分布式系统的多个主机处于平等地 位，无主从关系 5.处理能力增强、速度更快、可靠性增强,网络和分布式的区别,(1) 分布具有各个计算机间相互通讯，无主从关系；网络有主从关系 (2) 分布式系统资源为所有用户共享；而网络有限制地共享 (3) 分布式系统中若干个计算机可相互协作共同完成一项任务,嵌入式操作系统,什么是嵌入式系统？ 在各种设备、装置或系统中，完成特定功能的软硬件系统 它们是一个大设备、装置或系统中的一部分，这个大设备、装置或系统可以不是“计算机” 通常工作在反应式或对处理时间有较严格要求环境中 由于它们被嵌入在各种设备、装置或系统中，因此称为嵌入式系统,嵌入式操作系统，是运
36、行在嵌入式智能芯片环境中，对整个智能芯片以及它所操作、控制的各种部件装置等等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的系统软件,在嵌入式系统中的OS，称为嵌入式操作系统,嵌入式操作系统的应用,思考,操作系统是计算机系统的核心软件。按功能特征的不同，可以把操作系统分为1、2、3、个人机系统、网络操作系统和分布式操作系统等基本类型。其中1的主要目标是提高系统的吞吐率和效率，而2是一旦有处理请求和要求处理的数据时，CPU就应该立即处理该数据并将结果及时返回，例如4等。123依次选（ ）： A、单用户系统 B、多道批处理系统 C分时系统 D、微机操作系统 E、实时系统4（ ）： A、计算机激光照排系统 B、
37、办公自动化系统 C、计算机辅助设计系统 D、航空订票系统,五、操作系统的特征,并发： 在计算机系统中同时存在多个程序 宏观上：这些程序是同时在执行的 微观上：任何时刻只有一个程序在执行即微观上这些程序在CPU上轮流执行 并行：(与并发相似，但多指硬件支持）,并发性是指若干时间在（ ）发生。A同一时刻 B、同一时间间隔内 C不同时刻 D、不同时间间隔内,共享：操作系统与多个用户的程序共同使用计算机系统中的资源,操作系统特征（续）,随机性：操作系统必须随时对以不可预测的次序发生的事件进行响应,六 操作系统功能,处理机管理存储器管理设备管理文件管理,操作系统做什么？,#include main( ）
38、 puts(“hello world“); , 程序执行系统调用，在文件描述符中写一字符串, 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, 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
39、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,思 考,操作系统是为了提高计算机的1何方便用户使用计算机而配制的基本软件，它负责管理计算机系统中的2，其中包括3、4，外部设备和系统中的数据。操作系统中的3管理部分负责对进程进行管理。操作系统对系统中的数据进行管理的部分通常叫做5。1（ ）: A、 速度 B、利用率 C、灵活性 D、兼容性2（ ）：A、程序 B
40、、功能 C、资源 D、进程34依次选（ ）：A、主存储器 B、虚拟存储器 C运算器 D、控制器 E微处理器 F、处理机5（ ）： A、数据库系统 B、文件系统 C、检索系统 D、数据库E、数据存储系统 F、数据结构 G、数据库管理系统,（ ）不是操作系统关心的主要问题。A管理计算机裸机 B设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面C挂历计算机系统资源 D高级程序设计语言的编译器以下（ ）项功能不是操作系统具备的主要功能。A内存管理 B、中断处理C文档编辑 D、CPU调度,操作系统的启动有两种方式： 独立引导（bootup） 辅助下装（download）1独立引导方式 大多数系统采用 OS核心文件
41、存储在系统本身的存储设备中 由系统自己将OS核心程序读入内存并运行 最后建立一个操作环境,七 操作系统的启动,独立引导方式步骤,（1）系统加电，执行系统初启程序 （2）执行初启程序，对系统硬件和配置进行自检，保证系统没有硬件错误 （3）从硬盘中读入操作系统引导程序文件，并将控制权交给该程序模块 （4）执行操作系统初启程序，完成系统环境配置和操作系统初始化工作,（5）继续读入其余的OS文件，逐个执行相应的系统程序，完成OS各种功能模块的装入，完善OS的操作环境，做好程序并发执行的准备 （6）等待用户请求和用户作业的输入，经过操作系统调度后并发执行,独立引导方式步骤（续1）,2辅助下装方式,OS主要文件不放在系统本身的存储设备中 而是在系统启动后，执行下装操作 从另外的计算机系统中将操作系统常驻部分传送到该计算机中，使它形成一个操作环境优点：可以节省较大的存储空间,
