華中科技大學(xué)操作系統(tǒng)講稿系列第一章緒論

1、2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利12021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利2第一章 緒論2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利3操作系統(tǒng)operating system主要參考資料：1 莫里斯 貝奇 unix操作系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京大學(xué)出版社 2 a. s.tanenbaum 操作系統(tǒng)：設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 電子工業(yè)出版社 3 h. m. deitel 操作系統(tǒng)原理基礎(chǔ) 北京科學(xué)出版社4 盧顯良 unix系統(tǒng)管理 清華大學(xué)出版社2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利4操作系統(tǒng)operating system2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利5

2、 1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成 中央處理機(jī)（cpu） 內(nèi)存 i/o設(shè)備（鍵盤、顯示器、打字機(jī)、鼠標(biāo)） 外部設(shè)備 存儲設(shè)備（硬盤、軟盤、光盤、磁帶） 其它設(shè)備（modem、通信口） 系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、語言編譯器、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)） 應(yīng)用軟件 （cad、mis、用戶自己開發(fā)的系統(tǒng)等） 工具軟件（軟、硬件檢測疹斷程序）2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利61.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利7 1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 二、軟件與硬件的關(guān)系 硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)， 軟件是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率和方便用戶使用計(jì)算機(jī)的程序，

3、 它們二者相互依賴、相互促進(jìn) 、 共同發(fā)展。 . .2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利81.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必須配備操作系統(tǒng)的目標(biāo) 方便用戶方便用戶 提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的使用效率2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利91.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展 1、手工階段 用戶在計(jì)算機(jī)上算題的所有工作都要用戶人工干預(yù)，如程序的裝入、運(yùn)行、結(jié)果的輸出等。 隨著計(jì)算機(jī)速度的加快，人機(jī)矛盾越來越大，直至無法容直至無法容忍。必須尋求新的辦法忍。必須尋求新的辦法。例如：上機(jī)操作要1 分鐘 ，運(yùn)行時(shí)間20分鐘（10萬次/sec） 上機(jī)操作要 1分鐘 ，運(yùn)行時(shí)間0.2分鐘

4、（1000萬次/sec）2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利101.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展2、批處理批處理是指系統(tǒng)中有一個監(jiān)控程序，它負(fù)責(zé)完成用戶程序的調(diào)人、啟動運(yùn)行、輸出運(yùn)行結(jié)果等工作。（1） 聯(lián)機(jī)批處理（2） 脫機(jī)批處理（3） 執(zhí)行系統(tǒng)2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利111.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展 （3）執(zhí)行系統(tǒng) 執(zhí)行系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)不僅負(fù)責(zé)調(diào)度作業(yè)自動地運(yùn)行，而且還要控制i/o。雖然批處理系統(tǒng)能調(diào)度作業(yè)自動地運(yùn)行，但存在如下缺點(diǎn)： 系統(tǒng)沒有任何保護(hù)自己的措施； 程序進(jìn)入死循環(huán)必須要程序員干預(yù)。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利121.2

5、操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展3 、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和多道成批系統(tǒng)60年代計(jì)算機(jī)硬件獲得兩個重大的進(jìn)展： 通道技術(shù)和中斷技術(shù)中斷技術(shù)通道通道: 是一種專用部件，負(fù)責(zé)外部設(shè)備與內(nèi)存之間信息的傳輸。中斷：指主機(jī)接到外界的信號（來自cpu外部或內(nèi)部）時(shí)，立即中止原來的工作，轉(zhuǎn)去處理這一外來事件，處理完后，主機(jī)又回到原來工作點(diǎn)繼續(xù)工作。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利131.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展3 、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和多道成批系統(tǒng)2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利141.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展3 、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和多道成批系統(tǒng)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)定義定義 多

6、道程序設(shè)計(jì)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序，它們在管理程序的控制下相互穿插地運(yùn)行。特征特征: :多道 宏觀上并行 微觀上串行 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利151.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展3 、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)和多道成批系統(tǒng)多道成批系統(tǒng)多道成批系統(tǒng) 在批處理系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，就形成了 批量操作系統(tǒng)。 該系統(tǒng)把用戶提交的作業(yè)成批地送入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，然后由作業(yè)調(diào)度程序自動地選擇作業(yè)運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)：縮短作業(yè)之間的交接時(shí)間，減少處理機(jī)的空閑等待時(shí)間，提高系統(tǒng)的吞吐量。缺點(diǎn)：用戶響應(yīng)時(shí)間較長。用戶既不能了解自己程序的運(yùn)行情況，也不能控制計(jì)算機(jī)。2021-11-22華

7、中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利161.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展 4. 分時(shí) 操作系統(tǒng)(time sharing os)分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：由于中斷技術(shù)的使用，使得一臺計(jì)算機(jī)能連接多個用戶終端，用戶可通過各自的終端使用和控制計(jì)算機(jī)，我們把一臺計(jì)算機(jī)連接多個終端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，或稱分時(shí)系統(tǒng)。分時(shí)技術(shù)：把處理機(jī)的響應(yīng)時(shí)間分成若于個大小相等（或不相等）的時(shí)間單位，稱為時(shí)間片（如100毫秒），每個終端用戶獲得cpu，就等于獲得一個時(shí)間片，該用戶程序開始運(yùn)行，當(dāng)時(shí)間片到（用完），用戶程序暫停運(yùn)行，等待下一次運(yùn)行。例如：我們上課。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利17

8、1.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展 4. 分時(shí) 操作系統(tǒng)(time sharing os)2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利181.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展 4. 分時(shí)系統(tǒng)二、分時(shí)操作系統(tǒng) 分時(shí)操作系統(tǒng)利用分時(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)的一種操作系統(tǒng)，它一般采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的辦法，使一臺計(jì)算機(jī)同時(shí)為多個終端用戶服務(wù)，對每個用戶都能保證足夠快的響應(yīng)時(shí)間，并提供交互會話功能。分時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：1. 多路調(diào)制性：即眾多聯(lián)機(jī)用戶可以同時(shí)使用同一臺計(jì)算機(jī)；2. 獨(dú)占性：各終端用戶感覺到自己獨(dú)占了計(jì)算機(jī)；3. 交互性：用戶與計(jì)算機(jī)之間可進(jìn)行“會話”。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利1

9、91.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展5. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(real-time os)早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是用于科學(xué)與工程的數(shù)值計(jì)算，如第一臺計(jì)算機(jī)（1944年）產(chǎn)生的原因就是解決大口徑火炮設(shè)計(jì)中的計(jì)算問題：彈道軌跡、彈著點(diǎn)和材料的各種應(yīng)力分布的計(jì)算。還有原子彈設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)中大量的計(jì)算問題，用當(dāng)時(shí)的計(jì)算工具已經(jīng)解決不了。到了60年代初，計(jì)算機(jī)開始應(yīng)用到生產(chǎn)過程控制、工業(yè)控制、防空系統(tǒng)、信息處理等，在這些應(yīng)用中不但要解決計(jì)算間題，還要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算，即實(shí)時(shí)處理。在實(shí)時(shí)處理中的一個核心的問題就是響應(yīng)時(shí)間問題。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利201.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展5. 實(shí)時(shí)操作系

10、統(tǒng)(real-time os)響應(yīng)時(shí)間：指用戶發(fā)出命令，到系統(tǒng)完成用戶命令所需的時(shí)間。批處理操作系統(tǒng) 沒有分時(shí)操作系統(tǒng) 秒級(一般情況）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 微秒級 甚至更?。ń?jīng)典說法） 系統(tǒng)滿足用戶時(shí)限（deadline)的 要求 (現(xiàn)代）2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利211.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展5. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(real-time os)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)： 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是又一種類型的操作系統(tǒng)，對外部的請求，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)處理完畢。實(shí)時(shí)： 指計(jì)算機(jī)對于用戶請求能足夠快地進(jìn)行處理，并做出反映。要求毫秒、微秒級。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用：實(shí)時(shí)控制： 工業(yè)過程控制、防空系統(tǒng)

11、等實(shí)時(shí)信息處理：情報(bào)檢索和查詢、飛機(jī)訂票系統(tǒng)、 銀行信用卡系統(tǒng)。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利221.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展5. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(real-time os)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn)：1、系統(tǒng)對外部的信號必須能及時(shí)響應(yīng)，(在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（deadlin）)；2、要求高可靠性和安全性，效率則放在第二位；3、系統(tǒng)整體性強(qiáng)；4、不要求很強(qiáng)的“會話”能力。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利231.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利241.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(一) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念a.

12、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是互連起來的計(jì)算機(jī)的集合.b. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景微電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步計(jì)算機(jī)的應(yīng)用社會化通信技術(shù)的進(jìn)步和普及2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利251.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) (一) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念 c. 特征 . 資源共享性 . 獨(dú)立自主性 d. 微機(jī)網(wǎng)絡(luò) 微型機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展, 微機(jī)網(wǎng)絡(luò)也隨之崛起，并獲得高速的發(fā)展，巳成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最活躍的一個分枝。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利261.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) (二） 網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 主機(jī): 主機(jī)是組成網(wǎng)絡(luò)的

13、獨(dú)立自主的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于運(yùn)行用戶程序(即應(yīng)用程序),也有些文獻(xiàn)把它稱為末端系統(tǒng)es(end end systemsystem)。 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利271.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) (二） 網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 子 網(wǎng) （ 應(yīng) 叫 通 信 子 網(wǎng) ）(communication subnetcommunication subnet) : 是將入網(wǎng)主機(jī)連接起來的實(shí)體。子網(wǎng)的任務(wù)是在入網(wǎng)主機(jī)之間傳遞信息,以提供通信服務(wù). 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利281.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) (二） 網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成imp(interf

14、ace message processor)上述網(wǎng)絡(luò)概念結(jié)構(gòu)來自arpaarpa網(wǎng)。arpaarpa網(wǎng)是最早出現(xiàn)的重要網(wǎng)絡(luò)之一，也是產(chǎn)生tcp/iptcp/ip 技術(shù)和最，應(yīng)用tcp/ip技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利29網(wǎng)絡(luò)協(xié)議： 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)中各主機(jī)（host）之間傳遞信息的規(guī)則的集合。如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織iso/osi七層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議、tcp/ip協(xié)議等。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng): 在通常的操作系統(tǒng)中增加了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)低層協(xié)議（一般到傳送層）功能和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理功能的操作系統(tǒng)。如unix、linux, windows nt都是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 現(xiàn)在上網(wǎng)使用的ie4、netsc

15、ape、mail server等屬于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，不屬網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的范疇。1.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展6.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) (三）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利301.2 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展7.分布式系統(tǒng)(distributed system) 分布式系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包含多臺處理機(jī)，每臺處理機(jī)完成系統(tǒng)中指定的一部分功能。 分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以是共享存儲器，也可以是分布式的存儲器，即每臺計(jì)算機(jī)都有自己的存儲器。 從硬件上講，它與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)沒有任何區(qū)別。關(guān)鍵是軟件。 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利311.2 操作系統(tǒng)的形成

16、和發(fā)展7.分布式系統(tǒng)(distributed system） 分布式操作系統(tǒng)（分布式操作系統(tǒng)（distributed operating system)distributed operating system) 在各處理機(jī)之間采用無主從關(guān)系來設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)。除了最低級的輸入輸出支援外，所有的系統(tǒng)任務(wù)可以在系統(tǒng)中任何處理機(jī)上運(yùn)行。系統(tǒng)有高度的并行性和有效的同步方法。其特征是：（1）功能的分布 （2）堅(jiān)強(qiáng)性 （3）高可靠性2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利321.3 操作系統(tǒng)概念1.3.1 操作系統(tǒng)定義1 1、科普的觀點(diǎn)、科普的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理和控制中心，它依照設(shè)計(jì)

17、者制定的各種調(diào)度策略組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，使之能高效地運(yùn)行。2 2、功能的觀點(diǎn)、功能的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是一個計(jì)算機(jī)資源管理系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源的分配、控制、調(diào)度和回收。3 3、用戶的觀點(diǎn)、用戶的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與用戶之間的接口，用戶通過這種接口使用計(jì)算機(jī)。 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利331.3 操作系統(tǒng)概念 1.3.1 操作系統(tǒng)定義4 4、軟件的觀點(diǎn)、軟件的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合。5 5、管理的觀點(diǎn)、管理的觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源的合理而協(xié)調(diào)的管理者。6 6、 操作系統(tǒng)是一個大型的程序系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的全部軟操作系統(tǒng)是一個

18、大型的程序系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度工作，控制并協(xié)調(diào)并發(fā)活動，實(shí)現(xiàn)、硬件資源的分配、調(diào)度工作，控制并協(xié)調(diào)并發(fā)活動，實(shí)現(xiàn)信息的存取和保護(hù)。它提供用戶接口，使用戶獲得良好的工信息的存取和保護(hù)。它提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境。操作系統(tǒng)使整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效率和高度自作環(huán)境。操作系統(tǒng)使整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效率和高度自動化動化。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利341.3 操作系統(tǒng)概念 1.3.1 操作系統(tǒng)定義目前流行的操作系統(tǒng)：dosunix linux minixwindows nt windows 95/98/2000并行unix、mach/o

19、s、ofs/1 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利351.3 操作系統(tǒng)概念1.3.2 操作系統(tǒng)的功能一、操作系統(tǒng)作為虛擬機(jī)2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利361.3 操作系統(tǒng)概念1.3.2 操作系統(tǒng)的功能二、操作系統(tǒng)作為資源管理器 第二種觀點(diǎn)是把操作系統(tǒng)看成一個資源管理器。換句話說，從資源管理的角度看操作系統(tǒng)有如下四個功能： 處理機(jī)分配 內(nèi)存管理（主存管理、存儲器管理） 設(shè)備管理 軟件資源管理2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利371.4 操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題1.4.1 操作系統(tǒng)的特性這里講的操作系統(tǒng)是指傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，它主要指的是

20、單cpu計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上配置的操作系統(tǒng)。為了充分地利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，即在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放多道相互獨(dú)立的程序，這些程序要共享系統(tǒng)中的資源；為了保證系統(tǒng)高效率，又要求系統(tǒng)中的各種資源能最大限度的并行（如cpu與外設(shè)）。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利381.4 操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題1.4.1 操作系統(tǒng)的特性操作系統(tǒng)的特性：并發(fā)concurrency（parallel) 共享 不確定性2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利391.4 操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題1.4.1 操作系統(tǒng)的特性并發(fā)： 并發(fā)是指能處理多個同時(shí)性活動的能

21、力。如cpu與i/o設(shè)備同時(shí)工作、顯示器與打印機(jī)同時(shí)工作、鼠標(biāo)與揚(yáng)聲器同時(shí)工作。 由并發(fā)引起的問題是如何從一個活動切換到另一個活動，怎樣保護(hù)一個活動，如何實(shí)現(xiàn)相互依賴的活動之間的同步。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利401.4 操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題1.4.1 操作系統(tǒng)的特性共享： 指多個計(jì)算任務(wù)（或多道程序）對系統(tǒng)資源的共同使用。問題：資源的分配、對數(shù)據(jù)同時(shí)存取的保護(hù)。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利411.4 操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題1.4.1 操作系統(tǒng)的特性不確定性： 從用戶運(yùn)行程序的要求的角度看，操作系統(tǒng)必須是確定的，即用戶給定

22、一個程序和相應(yīng)的初始數(shù)據(jù)，無論在什么時(shí)候，在什么計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行，產(chǎn)生的結(jié)果都應(yīng)是相同的。從另一個角度看操作系統(tǒng)又存在不確定性：這是由共享和并發(fā)引起的。在操作系統(tǒng)中可運(yùn)行多道用戶程序，而每個用戶程序的運(yùn)行時(shí)間、要使用哪些系統(tǒng)資源、使用多長時(shí)間、使用的資源是共享還是獨(dú)占的，操作系統(tǒng)在程序運(yùn)行前是不知道的。這就要求操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要很好地解決并發(fā)和共享的問題，否則，將會產(chǎn)生不可重現(xiàn)的錯誤，這種不可重現(xiàn)的錯誤稱為不確定性。例如兩個用戶共享一臺打印機(jī)。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利421.4 操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題1.4.2 操作系統(tǒng)的性能指標(biāo)1、系統(tǒng)的可靠性2、系統(tǒng)吞吐

23、率3、系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間4、系統(tǒng)資源的利用率5、可移植性2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利431.4 操作系統(tǒng)的特性及其應(yīng)解決的基本問題1.4.3 操作系統(tǒng)應(yīng)解決的基本問題1、提出解決各種沖突的策略2、協(xié)調(diào)活動的關(guān)系3、保證數(shù)據(jù)的一致性4、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取控制2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利441.5 unix操作系統(tǒng)unix系統(tǒng)是一個交互式的分時(shí)操作系統(tǒng)1974年acm通信上發(fā)表了k. thompson 和 d. ritchie的論文“the unix time-sharing system”，unix系統(tǒng)公布于世。作者：美國bell實(shí)驗(yàn)室 ken thompson

24、(k.湯普遜） dennis ritchie (d.里奇） （c語言的創(chuàng)始人）2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利451.5 unix操作系統(tǒng)1.5.1 unix操作系統(tǒng)的發(fā)展1965年：麻省理工大學(xué)、bell實(shí)驗(yàn)室、通用電器公司組成mac課題組聯(lián)合研制multics操作系統(tǒng)。multics操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是要向大的用戶團(tuán)體提供對計(jì)算機(jī)的同時(shí)訪問，支持強(qiáng)大的計(jì)算能力與數(shù)據(jù)存儲，以及允許用戶帶需要的時(shí)候容易共享他們的數(shù)據(jù)。1969年multics在ge645計(jì)算機(jī)上運(yùn)行了，但它既沒有能提供預(yù)定的綜合計(jì)算服務(wù)，而且連它自己究竟什么時(shí)候算達(dá)到開發(fā)的目標(biāo)。bell實(shí)驗(yàn)室退出了該課題組。2

25、021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利461.5 unix操作系統(tǒng)1.5.1 unix操作系統(tǒng)的發(fā)展multics操作系統(tǒng)開發(fā)失敗的原因是當(dāng)時(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想所導(dǎo)致的。當(dāng)時(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是“滿足所有用戶的所滿足所有用戶的所有要求有要求”。unix系統(tǒng)的作者認(rèn)為：操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不應(yīng)也不可能做到“滿足所有用戶的所有要求”，而應(yīng)為廣大而應(yīng)為廣大的計(jì)算機(jī)用戶提供一種良好的程序設(shè)計(jì)環(huán)境的計(jì)算機(jī)用戶提供一種良好的程序設(shè)計(jì)環(huán)境。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利471.5 unix操作系統(tǒng)1.5.1 unix操作系統(tǒng)的發(fā)展1969年k. thompson和 d. ri

26、tchie 為了改善他們的程序設(shè)計(jì)環(huán)境，設(shè)計(jì)了一個紙面的文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這個設(shè)計(jì)后來演化成unix系統(tǒng)早期的版本。并在pdp11計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，后來dennis ritchie創(chuàng)造了c語言， 并用c語言改寫了早期的unix系統(tǒng)。1974年在acm通信上發(fā)表了“the unix time-sharing system”的論文，unix正式公布于世。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利481.5 unix操作系統(tǒng)1.5.1 unix操作系統(tǒng)的發(fā)展由于unix系統(tǒng)生逢其時(shí)，品質(zhì)優(yōu)秀很快風(fēng)靡全球，成為當(dāng)令各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主流操作系統(tǒng)。目前，國內(nèi)流行的unix操作系統(tǒng)： sco unix at

27、&t unix svr 4x惠普計(jì)算機(jī)上的hp-uxibm小型機(jī)上的aix蘋果mac上的aux免費(fèi)的unix版本，如linux、minix和freebsd2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利491.5 unix操作系統(tǒng)5.2 unix操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn) unix系統(tǒng)的成功有以下三個方面的原因1.設(shè)計(jì)思想的正確合理 unix系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者認(rèn)為操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)不可能做到滿足所有用戶的所有要求，而應(yīng)是“為廣大的計(jì)算機(jī)用戶提供一個良好的程序設(shè)計(jì)環(huán)境”。unix系統(tǒng)的實(shí)踐證明了這種設(shè)計(jì)思想的正確性，后來的windows 95系統(tǒng)的實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。2021-11-22華中科技大

28、學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利501.5 unix操作系統(tǒng)5.2 unix操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn) unix系統(tǒng)的成功有以下三個方面的原因 2.生逢其時(shí)、選擇恰當(dāng) 在60年代初，產(chǎn)生了多用戶計(jì)算機(jī)，這時(shí)人們都在盼望有一個大小適中、功能齊全、使用方便的分時(shí)操作系統(tǒng)見世，就在人們翹首以待的時(shí)候，unix系統(tǒng)產(chǎn)生了。 其次是選擇恰當(dāng)，unix系統(tǒng)設(shè)計(jì)者選擇了在pdp-11系列的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)占據(jù)小型計(jì)算機(jī)的主要市場，為unix系統(tǒng)的廣泛配置創(chuàng)造了物質(zhì)條件。 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利515.2 unix操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn) unix系統(tǒng)的成功有以下三個方面的原因 3.特色明顯、品質(zhì)優(yōu)良 u

29、nix系統(tǒng)的成功，外部的原因起到了一定的作用，但起決定作用的是unix系統(tǒng)內(nèi)部的原因，這就是unix系統(tǒng)有著別的系統(tǒng)無法比擬的特征和優(yōu)良的品質(zhì)。使它成為操作系統(tǒng)的一代霸主。其主要特點(diǎn)是：2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利521.5 unix操作系統(tǒng)5.2 unix操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)其主要特點(diǎn)是： 該系統(tǒng)用高級語言編寫，使之易讀、易懂、易修改、易移植到別的計(jì)算機(jī)上。 它有一個簡單的用戶界面-shell 它使用了在維護(hù)上容易的、實(shí)現(xiàn)上是高效的樹形結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)。 文件、設(shè)備統(tǒng)一處理 內(nèi)核和核外程序的有機(jī)結(jié)合 豐富的核外系統(tǒng)程序2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利53l

30、inux系統(tǒng)簡介linux的起源和發(fā)展確實(shí)令人驚奇。 它是一個芬蘭人linus torvalds（二十三歲計(jì)算機(jī)系學(xué)生）的業(yè)余發(fā)明。但如今已經(jīng)成長為一個羽翼豐滿的32位計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，其性能可與商業(yè)的x86unix操作系統(tǒng)相媲美。linux是自由軟件，并且在專用的網(wǎng)站上公布了該系統(tǒng)的源代碼。因此，引起了全世界操作系統(tǒng)愛好者的興趣，不斷地對linux進(jìn)行修改和補(bǔ)充，不斷地增加功能，用戶可以不斷地下載更新的版本，并在各種系統(tǒng)配合下進(jìn)行測試，這使得linux日趨完善和成熟。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利54linux系統(tǒng)簡介linux是自由軟件，并且在專用的網(wǎng)站上公布了該系統(tǒng)的

31、源代碼。因此，引起了全世界操作系統(tǒng)愛好者的興趣，不斷地對linux進(jìn)行修改和補(bǔ)充，不斷地增加功能，用戶可以不斷地下載更新的版本，并在各種系統(tǒng)配合下進(jìn)行測試，這使得linux日趨完善和成熟。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利55linux系統(tǒng)簡介自1994年3月14日linux 1.0發(fā)布以來，linux的用戶數(shù)量在世界范圍內(nèi)呈指數(shù)增加。據(jù)linux統(tǒng)計(jì)部門（/）收集的資料顯示，世界各地安裝linux的計(jì)算機(jī)估計(jì)有100萬至500萬臺。以上統(tǒng)計(jì)部門還對linux提供了以下有趣的統(tǒng)計(jì)結(jié)果：2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利56

32、linux系統(tǒng)簡介 linux用戶大多數(shù)集中在美國、加拿大和歐洲。 在家中使用linux的用戶約87。在工作中使用linux的約占35%，有些用戶在家在公司都用linux。 通過ftp得到linux的用戶占43%；通過購買光盤得到linux的用戶約占40，這部分用戶主要是從經(jīng)銷商那里買的，如infomagic或red hat linux。 slackware linux一直是最流行的linux產(chǎn)品；red hat linux和debian是另外兩個重要的linux銷售商。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利57linux系統(tǒng)簡介 在intel 486上運(yùn)行的linux的用戶約占4

33、2%，在奔騰處理機(jī)上運(yùn)行的用戶約占30%。所運(yùn)行l(wèi)inux系統(tǒng)一般的配置為：內(nèi)存在8mb以上，硬盤在500mb以上。 使用ethernet網(wǎng)絡(luò)的用戶約占50%，而通過slip和ppp撥號入網(wǎng)的占30%。 無論在哪里，大多數(shù)linux系統(tǒng)都有18個用戶。 把linux作為internet服務(wù)器（www、ftp、mail、防火墻、路由器）的約占61%。 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利58red hat lnux 6.0安裝在安裝red hat linux 6.0之前,做好以下幾個準(zhǔn)備: 收集計(jì)算機(jī)的硬件信息， 包括顯示器類型，顯卡器、網(wǎng)卡 芯片名稱以及內(nèi)存大小 ； 準(zhǔn)備系統(tǒng)硬件

34、配置所需的linux版本的驅(qū)動程序； 了解計(jì)算機(jī)所處網(wǎng)絡(luò)的情況：是直接撥號上網(wǎng)，還是通過局 域網(wǎng)連接internet。如果是后者，必須了解計(jì)算機(jī)所處的子網(wǎng)段以及子網(wǎng)掩碼，并向系統(tǒng)管理員請求分配一個ip地址。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利59red hat lnux 6.0安裝 1準(zhǔn)備安裝安裝linux可以從光盤安裝,也可以從硬盤安裝。 我們將介紹在pc機(jī)上用光盤安裝linux系統(tǒng)。1準(zhǔn)備安裝 （1 1）選擇安裝所需語言）選擇安裝所需語言 啟動計(jì)算機(jī)后，首先會有一個歡迎界面出現(xiàn),顯示4行信息,其中第一條信息將詢問是安裝還是更新。如果是安裝，則鍵入回車。然后,出現(xiàn)第二個歡迎屏幕

35、,該信息告訴用戶可以訪問red hat網(wǎng)站（http:/）。按回車鍵,繼續(xù)安裝。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利60red hat lnux 6.0安裝 1準(zhǔn)備安裝接下來出現(xiàn)一個界面,要求選擇安裝過程中所使用的語言（見圖1）,所選擇的項(xiàng)目有english,german,hungarian等，用鍵盤上的上下箭頭鍵選擇，我們一般選擇英語。當(dāng)目標(biāo)選定后，將光標(biāo)移到ok上，按下回車鍵。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利61red hat lnux 6.0安裝 1準(zhǔn)備安裝圖12021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利62（2）選擇鍵盤類型 現(xiàn)在國內(nèi)的鍵盤多是美國

36、標(biāo)準(zhǔn)的101鍵盤,所以,一般選擇美國（us）類型（見圖2）。圖22021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利63red hat lnux 6.0安裝 1準(zhǔn)備安裝（3）選擇安裝方式 red hat linux 6.0提供的選項(xiàng)有:從光盤安裝(local cdrom),或是從硬盤安裝(hard drive)。第一次安裝時(shí),我們選擇從光盤安裝。系統(tǒng)提示將光盤放入光盤驅(qū)動器,鍵入回車鍵。屏幕顯示初始化信息，然后出現(xiàn)一個對話框,詢問是安裝系統(tǒng)還是更新系統(tǒng)。若是第一次安裝本系統(tǒng)，則選擇install(見圖3)。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利64red hat lnux 6.0安裝

37、 1準(zhǔn)備安裝圖32021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利65red hat lnux 6.0安裝 1準(zhǔn)備安裝（4）確定安裝級別有3個級別可供選擇：工作站級 (workstation) 服務(wù)器級(server)和用戶自定義級(custom)。如果選擇用戶自定義級,則用戶可以方便地使用red hat linux 6.0,所以建議選用用戶自定義級（4）。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利66red hat lnux 6.0安裝 1準(zhǔn)備安裝圖42021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利67red hat lnux 6.0安裝 1準(zhǔn)備安裝（5）確定是否有sisc配置。

38、如果有，就選擇相應(yīng)的驅(qū)動程序，若沒有就直接選no。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利68red hat lnux 6.0安裝 2硬盤的分區(qū)與使用2硬盤的分區(qū)與使用每個操作系統(tǒng)都有自己的硬盤分區(qū)工具，比如，在dos、windows操作系統(tǒng)中，我們就是用fdisk命令進(jìn)行硬盤的分區(qū)。在linux中，它提供了一個強(qiáng)有力的分區(qū)的工具：disk druid。在進(jìn)入分區(qū)信息界面之前，系統(tǒng)會出現(xiàn)一個對話框見圖5，提供兩種可供選擇的分區(qū)工具，建議選擇disk druid。 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利69red hat lnux 6.0安裝 2硬盤的分區(qū)與使用2021-1

39、1-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利70接下來會進(jìn)入disk druid程序的主對話框（見圖6）。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利71red hat lnux 6.0安裝 2硬盤的分區(qū)與使用這是顯示disk druid在系統(tǒng)上收集的硬盤信息的對話框,其中有磁盤驅(qū)動器列表和驅(qū)動器的當(dāng)前分區(qū)信息。在disk druid中,用對話框底部的5個按鈕執(zhí)行指定的硬盤安裝任務(wù)。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利72red hat lnux 6.0安裝 2硬盤的分區(qū)與使用 add: 假如有足夠大的自由硬盤空間用以創(chuàng)建分區(qū),該按鈕就能創(chuàng)建新分區(qū)，按下add按鈕時(shí),會顯示另一個

40、對話框,在其中可填入創(chuàng)建分區(qū)所需的信息。 edit: 改變已有分區(qū)的屬性。按下edit按鈕時(shí),會顯示另一個對話框,可以在其中改變分區(qū)的當(dāng)前屬性。 delect: 用來刪除在current disk partitions列表中當(dāng)前高亮顯示的分區(qū)。 ok: 按下delect按鈕時(shí),disk druid將詢問是否真的想更新系統(tǒng)中所有硬盤上已有的分區(qū)表,如果回答ok, disk druid 就修改分區(qū)表并退出。 cancel: 用來退出disk druid并且不保存已進(jìn)行的任何修改。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利73red hat lnux 6.0安裝 2硬盤的分區(qū)與使用（1）設(shè)置

41、分區(qū) 如果硬盤空間足夠大,可以在保留原dos分區(qū)基礎(chǔ)上進(jìn)行分區(qū)。否則必須先刪除dos分區(qū)。 按下“add”按鈕，系統(tǒng)顯示“edit new partition”對話框（見圖11.7）。根據(jù)提示填寫相關(guān)信息。注意，在填寫linux主區(qū)（linux native）時(shí),裝載點(diǎn)（mount point）應(yīng)設(shè)置為“/”。交換分區(qū)（linux swap）的大小應(yīng)為內(nèi)存的兩倍。如果要在linux下訪問dos分區(qū)，就必須為該分區(qū)指定裝載點(diǎn)，例如，可以用/dosc做dos分區(qū)的裝載點(diǎn)，然后就可以在linux下的/dosc目錄中訪問dos文件。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利74red hat

42、lnux 6.0安裝 2硬盤的分區(qū)與使用2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利75red hat lnux 6.0安裝 2硬盤的分區(qū)與使用(2)初始化對換空間 用 d i s k druid劃分完分區(qū)之后，系統(tǒng)將所填寫信息記錄下來，并詢問是否初始化對換區(qū)（見圖11.8）。若要初始化對換區(qū)，則按“ok”按鈕。 2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利76red hat lnux 6.0安裝 2硬盤的分區(qū)與使用 (3) 格式化分區(qū)要格式化分區(qū)時(shí)，就將光標(biāo)移動到要格式化的分區(qū)處。同時(shí)，還應(yīng)該選擇“check for bad blocks during formating”條目，

43、這樣，格式化過程將標(biāo)出可能有物理缺陷的硬盤區(qū)域。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利77red hat lnux 6.0安裝 3.安裝組件3.安裝組件在選定要格式化的分區(qū)之后，安裝程序并不立刻格式化分區(qū)，相反，它要求提供要安裝的red hat linux 組件。這樣，用戶選擇了要安裝的組件之后，red hat linux安裝程序?qū)⒏袷交脖P分區(qū)并將所需要的文件復(fù)制到該分區(qū)上。圖11.9顯示了帶有組件列表的對話框，用戶可以選擇要安裝的組件。方括號中的星號（*）表明該組件已經(jīng)被選中。如果硬盤空間足夠大,建議安裝所有red hat linux 6.0自帶的軟件包，即選擇everthin

44、g條目。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利78red hat lnux 6.0安裝 3.安裝組件2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利79red hat lnux 6.0安裝 3.安裝組件2.配置linux當(dāng)安裝程序完成所有選定軟件包之后，就進(jìn)入配置階段。假定需要安裝x-windows系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)組件，就要配置： （1）配置鼠標(biāo) 當(dāng)程序包安裝完畢之后，系統(tǒng)會自動探測鼠標(biāo)類型。注意，如果是兩鍵鼠標(biāo)，則選擇“ emulate 3buttons”選項(xiàng)，因?yàn)閘inux默認(rèn)的是支持三鍵鼠標(biāo)（見圖11.10）。2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利80red hat lnux 6.0安裝 3.安裝組件2021-11-22華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 李勝利81red hat lnux 6.0安裝 3.安裝組件(2) 配置網(wǎng)絡(luò)接下來，系統(tǒng)詢