1、操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 2022/6/71 主講教師：史洋主講教師：史洋 QQ: 120878742 E-mail： Shi-Y計科團(tuán)隊計科團(tuán)隊 2014.2 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 課前討論 馬上張嘴，不假思索，不停頓，連續(xù)說出知道的所有操作系統(tǒng)的名字。你能說出幾個？2022/6/72操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 課前討論 你認(rèn)為操作系統(tǒng)最神奇之處是什么？ A 多個程序同時運(yùn)行，彼此不打架； B 一塊磁盤存多個文件，而且每個文件都能任意讀寫和改變大??； C 限制應(yīng)用程序的功能； D 阻止用戶訪問其它用戶的文件； E 其它？2022/6/73操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 2022/6/74學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)

2、的意義的意義操作系統(tǒng)是一種特殊的軟件操作系統(tǒng)是一種特殊的軟件l從從19561956年年“監(jiān)控程序監(jiān)控程序”至今已有半至今已有半個多世紀(jì)歷史個多世紀(jì)歷史l離硬件最近的軟件離硬件最近的軟件l數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法最精致的軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法最精致的軟件l作為一門學(xué)問來研究的軟件作為一門學(xué)問來研究的軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 2022/6/75學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的意義的意義學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的目的和意義？學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的目的和意義？n為了用于從事開發(fā)操作系統(tǒng)的工作嗎？為了用于從事開發(fā)操作系統(tǒng)的工作嗎？n為了學(xué)習(xí)使用操作系統(tǒng)嗎？為了學(xué)習(xí)使用操作系統(tǒng)嗎？n為了探究操作系統(tǒng)是如何構(gòu)建的嗎？為了探究操作系統(tǒng)是如何構(gòu)建的嗎？n

3、極少數(shù)人能從事開發(fā)操作系統(tǒng)的工作極少數(shù)人能從事開發(fā)操作系統(tǒng)的工作n了解操作系統(tǒng)原理、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，開發(fā)底層了解操作系統(tǒng)原理、實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，開發(fā)底層軟件或軟件底層軟件或軟件底層n借鑒操作系統(tǒng)的精髓，提高軟件開發(fā)修養(yǎng)借鑒操作系統(tǒng)的精髓，提高軟件開發(fā)修養(yǎng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 2022/6/76學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的意義的意義學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)必需的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)必需的基礎(chǔ)知識l熟知計算機(jī)組成原理熟知計算機(jī)組成原理l掌握掌握C C語言編程及匯編語言編程語言編程及匯編語言編程l掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本知識掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本知識操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 2022/6/77課程簡要介紹課程簡要介紹 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容 第第

4、1 1章章 計算機(jī)系統(tǒng)概述（計算機(jī)系統(tǒng)概述（2 2學(xué)時）學(xué)時） 第第2 2章章 操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)概述 （2 2學(xué)時）學(xué)時） 第第3 3章章 進(jìn)程進(jìn)程 （2 2學(xué)時）學(xué)時） 第第4 4章章 線程線程 （2 2學(xué)時）學(xué)時） 第第5 5章章 互斥與同步互斥與同步 （2 2學(xué)時）學(xué)時） 第第6 6章章 死鎖與饑餓死鎖與饑餓 （4 4學(xué)時）學(xué)時） 第第7 7章章 內(nèi)存管理內(nèi)存管理 （4 4學(xué)時）學(xué)時） 第第8 8章章 虛擬內(nèi)存虛擬內(nèi)存 （4 4學(xué)時）學(xué)時） 第第9 9章章 單處理器調(diào)度單處理器調(diào)度 （4 4學(xué)時）學(xué)時） 第第1111章章 I/OI/O管理和磁盤管理管理和磁盤管理 （4 4學(xué)時）學(xué)時）

5、 第第1212章章 文件管理文件管理 （4 4學(xué)時）學(xué)時）操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 2022/6/78課程簡要介紹課程簡要介紹實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：系統(tǒng)接口：系統(tǒng)接口 -系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2：進(jìn)程管理：進(jìn)程管理 -進(jìn)程運(yùn)行軌跡的跟蹤與統(tǒng)計進(jìn)程運(yùn)行軌跡的跟蹤與統(tǒng)計實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3：同步：同步 -信號量的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用信號量的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4：線程管理：線程管理 -內(nèi)核級線程內(nèi)核級線程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5：內(nèi)存管理：內(nèi)存管理 -地址映射與共享地址映射與共享實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6：I/O -字符顯示的控制字符顯示的控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)7：文件系統(tǒng)：文件系統(tǒng) -proc文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)8：系統(tǒng)初始化：系統(tǒng)初始化-操作系統(tǒng)引導(dǎo)操作

6、系統(tǒng)引導(dǎo) （每（每2周一個實(shí)驗(yàn)）周一個實(shí)驗(yàn)） 本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 課間討論 從操作計算機(jī)的角度看，鍵盤和鼠標(biāo)，哪個相對更高效一些？2022/6/79操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 課間討論 從前有兩個進(jìn)程，一個叫他，另一個叫她。他想送她一朵花；她想進(jìn)入他的心底，讀讀他的話。但是，在操作系統(tǒng)的掌控下，他和她怎樣才能將心意傳達(dá)？2022/6/710兩個進(jìn)程的對話操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 課間討論 我們都知道，CPU是不停地在進(jìn)程之間切換的。那么對一個進(jìn)程來說，在下面哪種情況下，它一定獲得CPU？ A 進(jìn)程未退出 B 進(jìn)程在等待一個I/O操作結(jié)束 C進(jìn)程正在做一個復(fù)雜的運(yùn)算 D以上都不是2022

7、/6/711操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 課間討論 思考一下你常用的這些軟件，你覺得其中有并發(fā)需求的多，還是沒有并發(fā)需求的多？ A 有并發(fā)需求的多 B 沒有并發(fā)需求的多 C 兩者差不多 D不知道，我是來打醬油的2022/6/712操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 如果系統(tǒng)只有一個CPU，有兩個進(jìn)程要運(yùn)行。進(jìn)程A的運(yùn)行時間將是1小時，進(jìn)程B的運(yùn)行時間是1分鐘。那么你認(rèn)為操作系統(tǒng)讓哪個進(jìn)程先運(yùn)行比較合理？A讓時間長的進(jìn)程A先運(yùn)行B讓時間短的進(jìn)程B先運(yùn)行C無所謂，都一樣D先后無所謂，兩個輪流各運(yùn)行一小會兒最好E 唉，聽說醬油要漲價了2022/6/713課間討論操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 十字路口堵車是比較常發(fā)生的。來自四個方向的車擁堵在

8、一起，誰都無法前進(jìn)，也都無法后退。小日本是怎么解決這個問題的？2022/6/714解決十字路口堵車最好的方法是什么？課間討論操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 真實(shí)？虛幻？int main(void) int a; printf(%p, &a); return 0; 這個程序打印出的a的地址，是真實(shí)的，還是虛幻的？2022/6/715課間討論操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 所有進(jìn)程占用內(nèi)存總數(shù)是否可以超過計算機(jī)的物理內(nèi)存大小？2022/6/716課間討論操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 代碼片段1：for (i = 0; i 1024; i+) for (j = 0; j 1024; j+) dataij = 0; 代碼片段2：fo

9、r (i = 0; i 1024; i+)for (j = 0; j 1024; j+) dataji = 0; 這兩段程序運(yùn)行起來有何區(qū)別？2022/6/717課間討論操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 2022/6/718參考書參考書No.2：操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)-精髓與設(shè)計原理精髓與設(shè)計原理（第（第7版）版）美美William Stallings著著（美國（美國MIT博士，澳大利亞新博士，澳大利亞新南威爾士大學(xué)任教）南威爾士大學(xué)任教）陳向群陳向群 陳渝譯陳渝譯（清華大學(xué)計算機(jī)學(xué)院）（清華大學(xué)計算機(jī)學(xué)院）電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2012年年9月月價格：價格：￥75.00教材及參考書教材及參考書 操作系統(tǒng)操作

10、系統(tǒng) 2022/6/719教教 材：材：操作系統(tǒng)概念操作系統(tǒng)概念（第（第7版）版） 美美Abraham Silberschatz等著等著（耶魯大學(xué)計算機(jī)系主任）（耶魯大學(xué)計算機(jī)系主任）鄭扣根譯鄭扣根譯（浙江大學(xué)計算機(jī)學(xué)院教授）（浙江大學(xué)計算機(jī)學(xué)院教授）高等教育出版社高等教育出版社2010年年1月月價格：價格：￥74.00教材及參考書教材及參考書 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 2022/6/720參考書參考書No.1：現(xiàn)代操作系統(tǒng)現(xiàn)代操作系統(tǒng)（第（第3版）版）荷荷Tanenbaum A.S.著著（荷蘭阿姆斯特丹自由大學(xué)）（荷蘭阿姆斯特丹自由大學(xué)）陳向群、馬洪兵等譯陳向群、馬洪兵等譯（北京大學(xué)計算機(jī)學(xué)院）（北

11、京大學(xué)計算機(jī)學(xué)院）機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社2009年年7月月價格：價格：￥75.00教材及參考書教材及參考書 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 2022/6/721參考書參考書No.3：操作系統(tǒng)教程操作系統(tǒng)教程（第（第4版）版）孫鐘秀孫鐘秀 主編，費(fèi)翔林等編主編，費(fèi)翔林等編著著（南京大學(xué)計算機(jī)學(xué)院）（南京大學(xué)計算機(jī)學(xué)院）高等教育出版社高等教育出版社2008年年4月月價格：價格：￥38.00教材及參考書教材及參考書 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 掌握適當(dāng)?shù)母拍钍潜匾膎本課程采用的教材本課程采用的教材操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)-精髓與設(shè)計原理精髓與設(shè)計原理（第（第7版）版）數(shù)量適當(dāng)，抓住最重數(shù)量適當(dāng)，抓住最重要的，并梳理清楚要的

12、，并梳理清楚什么都想知道，反而什么都想知道，反而會導(dǎo)致沒有任何意義會導(dǎo)致沒有任何意義操作系統(tǒng)是使計算機(jī)好用，如果塞了一操作系統(tǒng)是使計算機(jī)好用，如果塞了一堆概念在里面，計算機(jī)還能好用嗎堆概念在里面，計算機(jī)還能好用嗎?操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 完整的實(shí)踐一個操作系統(tǒng)是最重要的n引用引用Stanford操作系統(tǒng)課程中的一句話操作系統(tǒng)課程中的一句話:“Learn OS concepts by coding them!”O(jiān)S中有很多并不深刻的概念中有很多并不深刻的概念(如分時、實(shí)時等如分時、實(shí)時等)，記，記住這些概念沒有意義，實(shí)現(xiàn)這些概念才是最重要的住這些概念沒有意義，實(shí)現(xiàn)這些概念才是最重要的OS是一個實(shí)實(shí)在在

13、的是一個實(shí)實(shí)在在的“黑盒子黑盒子”，就算明白了這個，就算明白了這個盒子的概念，它仍然是一個盒子的概念，它仍然是一個“黑盒子黑盒子”O(jiān)S是最復(fù)雜、最基礎(chǔ)的軟件系統(tǒng)，是最復(fù)雜、最基礎(chǔ)的軟件系統(tǒng)，coding them是計是計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的責(zé)任算機(jī)專業(yè)的學(xué)生的責(zé)任!操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 課程參考書和參考資料n趙炯編著，趙炯編著，Linux內(nèi)核完全剖析內(nèi)核完全剖析，機(jī)械工業(yè)出版，機(jī)械工業(yè)出版社。社。完整的剖析了完整的剖析了Linux 0.11版本。版本。Linux 0.11大大約有約有2萬行代碼，萬行代碼，Linux 2.6.0的源代碼的源代碼500多多萬行萬行強(qiáng)調(diào)實(shí)踐強(qiáng)調(diào)實(shí)踐!這是本課程的根本要義這是

14、本課程的根本要義!n其它參考書：其它參考書：(1)Andrew S. Tanenbaum，Modern Operating Systems. (2)Maurice J. Bach, UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計操作系統(tǒng)設(shè)計. 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 紙上得來終決淺紙上得來終決淺絕知此事要躬行絕知此事要躬行操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 課堂管理要求課堂管理要求以下課堂現(xiàn)象屬于嚴(yán)重違紀(jì)：看視頻、以下課堂現(xiàn)象屬于嚴(yán)重違紀(jì)：看視頻、玩手機(jī)、打游戲，扣分如下：玩手機(jī)、打游戲，扣分如下：第第1次違紀(jì)扣除次違紀(jì)扣除10分，檢討不少于分，檢討不少于1000字！字！第第2次違紀(jì)扣除次違紀(jì)扣除30分，檢討不少于分，檢討不少于3000字！字！第第3次違紀(jì)，本門課程不合格！次違紀(jì)，本門課程不合格！操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 課堂管理要求課堂管理要求其余課堂違紀(jì)現(xiàn)象（例如戴耳機(jī)）視其余課堂違紀(jì)現(xiàn)象（例如戴耳機(jī)）視其情節(jié)具體扣除其情節(jié)具體扣除1-10分。分。曠課曠課1次扣次扣10分，曠課次數(shù)達(dá)到分，曠課次數(shù)達(dá)到5次，次，本門課程不合格！本門課程不合格！遲到遲到5分鐘扣分鐘扣2分，遲到分，遲到10分鐘扣分鐘扣5分，分，超過超過10分鐘扣分鐘扣