操作系統(tǒng)_華理_chapter1

1、操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)n教師：高雯教師：高雯n辦公室：八教室辦公室：八教室401401n電話：電話：1360174532913601745329n郵箱：郵箱：本課程的安排n理論理論（4848學時）學時）n4646學時的理論教學；學時的理論教學；n2 2學時的復習課學時的復習課。n實驗實驗（2424學時）學時）n實驗文檔實驗文檔n上機時間：第上機時間：第4 41515周周三上午周周三上午1 1、2 2節(jié)節(jié)n地點：二教室地點：二教室1 1、平時練習、平時練習2 2、實驗（提交實驗報告和代碼）、實驗（提交實驗報告和代碼）3 3、平時表現(xiàn)、平時表現(xiàn)4 4、期中、期末考試、期中、期末考試最后成績評定最后成績評

2、定課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容操作系統(tǒng)引論（第操作系統(tǒng)引論（第1 1章）章）進程管理（第進程管理（第2-32-3章）章）存儲器管理（第存儲器管理（第4 4章）章）設備管理（第設備管理（第5 5章）章）文件管理（第文件管理（第6 6章）章）操作系統(tǒng)接口（第操作系統(tǒng)接口（第7 7章）章）UnixUnix操作系統(tǒng)（第操作系統(tǒng)（第1010章）章）為什么要學習操作系統(tǒng)？（為什么要學習操作系統(tǒng)？（1）n需要總體上掌握系統(tǒng)設計需要總體上掌握系統(tǒng)設計n操作系統(tǒng)包括了所有軟件設計操作系統(tǒng)包括了所有軟件設計/ /實現(xiàn)問題實現(xiàn)問題資源共享資源共享/ /管理、安全和身份驗證、管理、安全和身份驗證、靈活性，健壯性、友好界面

3、設計靈活性，健壯性、友好界面設計n存在人們意識不到的大量存在人們意識不到的大量“操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)”嵌入式系統(tǒng)（嵌入式系統(tǒng)（PDAPDA、手機、手機-WP7-WP7，AndroidAndroid、機頂盒等）、機頂盒等）應用系統(tǒng)中的小操作系統(tǒng)（應用系統(tǒng)中的小操作系統(tǒng)（MINI-OSMINI-OS）n日常生活中并不總是使用日常生活中并不總是使用WindowsWindows系列的操作系系列的操作系統(tǒng)（統(tǒng)（UnixUnix、LinuxLinux、Apple MacintoshApple Macintosh、IBM IBM OS/2OS/2等）等）為什么要學習操作系統(tǒng)？（為什么要學習操作系統(tǒng)？（2）n涉及

4、到計算機科學的很多領域涉及到計算機科學的很多領域: :n計算機體系結(jié)構(gòu)計算機體系結(jié)構(gòu)/ /硬件硬件n軟件設計軟件設計n程序設計語言程序設計語言n數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n算法算法n抽象抽象 操作系統(tǒng)具有一種魔力操作系統(tǒng)具有一種魔力- - 提供了無限的提供了無限的CPUs CPUs 無限的內(nèi)存無限的內(nèi)存 等等等等. .為什么要學習操作系統(tǒng)？（為什么要學習操作系統(tǒng)？（3）n大型、復雜系統(tǒng)的系統(tǒng)設計大型、復雜系統(tǒng)的系統(tǒng)設計n性能性能 與與 方便使用方便使用n性能性能 與與 簡單性簡單性n硬件硬件 與與 軟件軟件 折衷權(quán)衡折衷權(quán)衡操作系統(tǒng)是目前最復雜的軟件成分操作系統(tǒng)是目前最復雜的軟件成分操作系統(tǒng)的規(guī)模（操作

5、系統(tǒng)的規(guī)模（1）n簡單的操作系統(tǒng)：簡單的操作系統(tǒng)： 一次一個應用程序在運行一次一個應用程序在運行 例子：例子：n較早期的計算機較早期的計算機n早期的早期的PCPCn嵌入式控制器嵌入式控制器 （電梯，汽車，（電梯，汽車，）等等等等操作系統(tǒng)的規(guī)模（操作系統(tǒng)的規(guī)模（2）n復雜的操作系統(tǒng)：復雜的操作系統(tǒng)： 多個應用程序共享計算機多個應用程序共享計算機 操作系統(tǒng)必須管理多個應用程序和多個用戶之間的交互 例子：CPU，內(nèi)存，I/O 設備: 硬盤，打印機， 操作系統(tǒng)管理所有這些資源，提供標準服務庫n更復雜的操作系統(tǒng)：更復雜的操作系統(tǒng)： 多個多個CPUCPU，多個計算機，多個計算機第第1 1章章 操作系統(tǒng)引論

6、操作系統(tǒng)引論n操作系統(tǒng)的目標和作用操作系統(tǒng)的目標和作用n操作系統(tǒng)的發(fā)展過程操作系統(tǒng)的發(fā)展過程n操作系統(tǒng)的基本特征操作系統(tǒng)的基本特征n操作系統(tǒng)的主要功能操作系統(tǒng)的主要功能n操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計nUNIXUNIX操作系統(tǒng)簡介操作系統(tǒng)簡介1.1 1.1 操作系統(tǒng)的目標和作用操作系統(tǒng)的目標和作用一一、操作系統(tǒng)目的操作系統(tǒng)目的/ /目標目標二、計算機系統(tǒng)組成二、計算機系統(tǒng)組成 三、操作系統(tǒng)的作用三、操作系統(tǒng)的作用 一、操作系統(tǒng)目的一、操作系統(tǒng)目的/ /目標目標執(zhí)行用戶程序并使用戶問題更易解決。執(zhí)行用戶程序并使用戶問題更易解決。以一種有效的方式使用資源（以一種有效的方式使用資源（有效性有效

7、性-系統(tǒng)管理人員的觀系統(tǒng)管理人員的觀點點）。）。使計算機系統(tǒng)更易于使用（使計算機系統(tǒng)更易于使用（方便性方便性-用戶的觀點用戶的觀點）。）。采用新的采用新的OSOS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu), ,易于功能的增、刪、改（易于功能的增、刪、改（可擴充性可擴充性）。）。要求統(tǒng)一開放的環(huán)境，各種類型的計算機硬件系統(tǒng)，出自要求統(tǒng)一開放的環(huán)境，各種類型的計算機硬件系統(tǒng)，出自不同的廠家，能通過網(wǎng)絡集成并能夠正確、有效地協(xié)同工不同的廠家，能通過網(wǎng)絡集成并能夠正確、有效地協(xié)同工作，實現(xiàn)應用程序的移植（作，實現(xiàn)應用程序的移植（開放性開放性）。）。二、計算機系統(tǒng)組成二、計算機系統(tǒng)組成 1.1.計算機系統(tǒng)的組成計算機系統(tǒng)的組成 硬件系統(tǒng)

8、硬件系統(tǒng)（裸機）：（裸機）：CPUCPU、存儲器（主存、存儲器（主存、輔存）、輔存）、I/OI/O、I/OI/O控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件、應用軟件系統(tǒng)軟件、應用軟件 系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件：管理計算機本身的操作。如操作系統(tǒng)、管理計算機本身的操作。如操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)編譯系統(tǒng) 應用軟件：應用軟件：提供給用戶進行解題。如，科學計算、提供給用戶進行解題。如，科學計算、事務管理事務管理計算機硬件操作系統(tǒng)系統(tǒng)工具應用軟件應用用戶應用開發(fā)人員操作系統(tǒng)開發(fā)人員操作系統(tǒng)的地位操作系統(tǒng)的地位：緊貼系統(tǒng)硬件之上，所有其他軟件之下（是其緊貼系統(tǒng)硬件之上，所有其他軟件之下（是其他軟件的共同環(huán)境）他軟件

9、的共同環(huán)境）虛虛機機器器2. 2. 計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)三、操作系統(tǒng)的作用（三、操作系統(tǒng)的作用（1 1） nOSOS作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口n命令方式命令方式n系統(tǒng)調(diào)用方式系統(tǒng)調(diào)用方式n圖形、窗口方式圖形、窗口方式三、操作系統(tǒng)的作用（三、操作系統(tǒng)的作用（2 2） nOSOS作為計算機系統(tǒng)資源的管理者作為計算機系統(tǒng)資源的管理者n管理對象包括：管理對象包括：CPUCPU、存儲器、外部設備、存儲器、外部設備、信息（數(shù)據(jù)和軟件）；信息（數(shù)據(jù)和軟件）；n管理的內(nèi)容：資源的當前狀態(tài)（數(shù)量和使管理的內(nèi)容：資源的當前狀態(tài)（數(shù)量和使用情況）、資源的

10、分配、回收和訪問操作，用情況）、資源的分配、回收和訪問操作，相應管理策略（包括用戶權(quán)限）相應管理策略（包括用戶權(quán)限）三、操作系統(tǒng)的作用（三、操作系統(tǒng)的作用（3 3） nOSOS實現(xiàn)了對計算機資源的抽象實現(xiàn)了對計算機資源的抽象n在裸機上添加：設備管理、文件管理、存儲管在裸機上添加：設備管理、文件管理、存儲管理（針對內(nèi)存和外存）、處理機管理（針對理（針對內(nèi)存和外存）、處理機管理（針對CPUCPU）；）；n即即OSOS用作擴充機器用作擴充機器 (extended machine)/(extended machine)/虛擬虛擬機機(virtual machine)(virtual machine)。

11、1.2 1.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程操作系統(tǒng)的發(fā)展過程無操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)n 人工操作方式人工操作方式n 脫機輸入輸出方式脫機輸入輸出方式批處理系統(tǒng)批處理系統(tǒng)n單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)n多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)分時系統(tǒng)分時系統(tǒng)實時系統(tǒng)實時系統(tǒng)微機操作系統(tǒng)微機操作系統(tǒng)多處理機操作系統(tǒng)多處理機操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)智能卡操作系統(tǒng)智能卡操作系統(tǒng)推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力 1.2.1 1.2.1 推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力推動操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力q 不斷提高計算機資源利用率的需要

12、不斷提高計算機資源利用率的需要q 方便用戶方便用戶q 器件的不斷更新?lián)Q代器件的不斷更新?lián)Q代q 計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展1.2.2 1.2.2 無操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)無操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)（1 1）人工操作方式）人工操作方式n工作流程工作流程：（1 1）由程序員事先穿孔（對應程序和數(shù)據(jù)）由程序員事先穿孔（對應程序和數(shù)據(jù)）（2 2）將穿孔的紙帶（卡片）裝入紙帶（卡片）將穿孔的紙帶（卡片）裝入紙帶（卡片) )輸入機輸入機（3 3）再啟動輸入機將程序和數(shù)據(jù)輸入計算機，）再啟動輸入機將程序和數(shù)據(jù)輸入計算機，（4 4）然后啟動計算機運行）然后啟動計算機運行（5 5）運行完畢取走計算

13、機結(jié)果）運行完畢取走計算機結(jié)果（6 6）下一位用戶）下一位用戶人工操作方式帶來的矛盾及解決方法人工操作方式帶來的矛盾及解決方法n缺點：缺點： （1 1）用戶獨占全機（資源浪費）用戶獨占全機（資源浪費） （2 2）CPUCPU等待人工操作：裝入、取走時等待人工操作：裝入、取走時CPUCPU及內(nèi)存等資源空及內(nèi)存等資源空閑。閑。CPUCPU既負責計算，又要負責傳輸。（屬于單控制方式）既負責計算，又要負責傳輸。（屬于單控制方式）n矛盾矛盾n人機矛盾即人工操作方式與機器利用率的矛盾人機矛盾即人工操作方式與機器利用率的矛盾nCPUCPU與與I/OI/O設備之間速度不匹配的矛盾設備之間速度不匹配的矛盾n解決

14、方法解決方法n通道技術(shù)、緩沖技術(shù)通道技術(shù)、緩沖技術(shù)n脫機輸入輸出方式脫機輸入輸出方式（2 2）脫機輸入）脫機輸入/ /輸出方式（輸出方式（off-Line I/Ooff-Line I/O）n工作流程：（示意圖）工作流程：（示意圖）n優(yōu)點：優(yōu)點： （1 1）減少了）減少了CPUCPU的空閑時間。的空閑時間。 （2 2）提高了）提高了I/OI/O速度（與高速的磁盤打交道）速度（與高速的磁盤打交道）輸入設備輸入設備外圍機外圍機外存外存輸出設備輸出設備主機主機外存外存外存外存外存外存外圍機外圍機高速高速高速高速1.2.3 1.2.3 單道批處理系統(tǒng)單道批處理系統(tǒng)1 1、工作流程、工作流程： （1 1）

15、作業(yè)作業(yè)合成一批輸入到外存上，同時在系統(tǒng)中配上監(jiān)控程序。合成一批輸入到外存上，同時在系統(tǒng)中配上監(jiān)控程序。 （2 2）monitormonitor將作業(yè)逐個送入內(nèi)存并運行。將作業(yè)逐個送入內(nèi)存并運行。2 2、特征：、特征：（1 1）自動性）自動性 （2 2）順序性）順序性 （3 3）單道性）單道性3 3、優(yōu)點：、優(yōu)點：減少了人工操作的時間，提高機器的利用率和系統(tǒng)吞減少了人工操作的時間，提高機器的利用率和系統(tǒng)吞吐量。吐量。4 4、缺點：、缺點：對某些作業(yè)來說，當它發(fā)出輸入對某些作業(yè)來說，當它發(fā)出輸入/ /輸出請求后，輸出請求后，CPUCPU必必須等待須等待I/OI/O的完成，特別因為的完成，特別因為

16、I/OI/O設備的低速性，從而使機器的設備的低速性，從而使機器的利用率很低。利用率很低。 用戶在一次解題或一個事務處理過程中要求計算用戶在一次解題或一個事務處理過程中要求計算機系統(tǒng)所做的全部工作。機系統(tǒng)所做的全部工作。1.2.4 1.2.4 多道批處理系統(tǒng)（多道批處理系統(tǒng)（1 1）n多道程序設計技術(shù)多道程序設計技術(shù)（2020世紀世紀6060年代中期引入）年代中期引入）n特征：特征： （1 1）多道性）多道性 （2 2）無序性）無序性 （3 3）調(diào)度性）調(diào)度性 n優(yōu)點：優(yōu)點： （1 1）資源（）資源（CPUCPU、內(nèi)存、內(nèi)存、I/OI/O設備）的利用率高設備）的利用率高 （2 2）系統(tǒng)吞吐量大）

17、系統(tǒng)吞吐量大n缺點：缺點：（1 1）平均周轉(zhuǎn)周期長）平均周轉(zhuǎn)周期長 （2 2）無交互能力）無交互能力n需解決問題需解決問題 處理機管理、內(nèi)存管理、處理機管理、內(nèi)存管理、I/OI/O設備管理、文件及作業(yè)設備管理、文件及作業(yè)管理問題管理問題單道程序運行情況單道程序運行情況用戶程序用戶程序監(jiān)督程序監(jiān)督程序I/O操作操作t1t2t3t4t5t6t7t8I/O中斷請求中斷請求啟動啟動I/OI/O完成完成結(jié)束中斷結(jié)束中斷結(jié)束中斷結(jié)束中斷I/O完成完成啟動啟動I/OI/O中斷請求中斷請求四道程序運行情況四道程序運行情況程序程序A程序程序B程序程序C程序程序D調(diào)度程序調(diào)度程序I/O請求請求I/O完成完成再被調(diào)

18、度再被調(diào)度程序程序A完成完成I/O請求請求I/O請求請求I/O請求請求I/O完成完成I/O完成完成I/O完成完成再被調(diào)度再被調(diào)度1.2.4 1.2.4 多道批處理系統(tǒng)（多道批處理系統(tǒng)（2 2）n操作系統(tǒng)的形成操作系統(tǒng)的形成 為解決上述問題，在計算機系統(tǒng)中增設一組為解決上述問題，在計算機系統(tǒng)中增設一組軟件，對這些問題加以有效、妥善地解決，這組軟件，對這些問題加以有效、妥善地解決，這組軟件應包括：控制和管理四大資源的軟件、合理軟件應包括：控制和管理四大資源的軟件、合理地對各類作業(yè)進行調(diào)度的軟件，以及方便用戶使地對各類作業(yè)進行調(diào)度的軟件，以及方便用戶使用計算機的軟件，這樣就形成了操作系統(tǒng)。用計算機的

19、軟件，這樣就形成了操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)：是一組控制和管理計算機硬件和軟件資是一組控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理地對各類作業(yè)進行調(diào)度，以及方便用戶源，合理地對各類作業(yè)進行調(diào)度，以及方便用戶使用的程序的集合。使用的程序的集合?？ㄆㄆ缙谂幚硐到y(tǒng)早期批處理系統(tǒng)IBM1401IBM7094IBM1401輸入磁帶輸入磁帶磁帶機磁帶機卡片閱讀機卡片閱讀機輸出磁帶輸出磁帶打印機打印機批處理操作系統(tǒng)優(yōu)缺點批處理操作系統(tǒng)優(yōu)缺點n優(yōu)點：優(yōu)點：n作業(yè)流程自動化作業(yè)流程自動化 n效率高效率高n吞吐量高吞吐量高n缺點：缺點：n無交互手段無交互手段n調(diào)試程序困難調(diào)試程序困難1.2.5 1.2.5 分時系

20、統(tǒng)分時系統(tǒng)n分時系統(tǒng)分時系統(tǒng)(Time Sharing System)(Time Sharing System)的產(chǎn)生的產(chǎn)生 人人- -機交互、共享主機、便于用戶上機機交互、共享主機、便于用戶上機n分時系統(tǒng)的定義分時系統(tǒng)的定義n見圖見圖n實現(xiàn)中的關鍵問題實現(xiàn)中的關鍵問題 及時接收、及時處理及時接收、及時處理n分時系統(tǒng)的特征分時系統(tǒng)的特征多路性、獨立性、及時性、交互性多路性、獨立性、及時性、交互性主機主機終終端端1.2.6 1.2.6 實時系統(tǒng)實時系統(tǒng)(Real Time System)(Real Time System)（1 1）n實時操作系統(tǒng)：實時操作系統(tǒng)：指系統(tǒng)能及時（或即時）響應外部事件

21、的請求，指系統(tǒng)能及時（或即時）響應外部事件的請求，在規(guī)定的時間內(nèi)完成對該事件的處理，并控在規(guī)定的時間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實時任務協(xié)調(diào)一致地運行。制所有實時任務協(xié)調(diào)一致地運行。n實時操作系統(tǒng)的應用領域?qū)崟r操作系統(tǒng)的應用領域 有實時要求（有嚴格確定的時間限制）的領有實時要求（有嚴格確定的時間限制）的領域（過程控制及事務處理）域（過程控制及事務處理）-多道批處理系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)和分時系統(tǒng)不能滿足和分時系統(tǒng)不能滿足1.2.6 1.2.6 實時系統(tǒng)實時系統(tǒng)(Real Time System)(Real Time System)（2 2）n實時系統(tǒng)分類：實時系統(tǒng)分類： （1 1）實時控制系統(tǒng)

22、）實時控制系統(tǒng) （2 2）實時信息處理系統(tǒng)）實時信息處理系統(tǒng)n實時任務：實時任務：周期性周期性/ /非周期性實時任務（截止時間）非周期性實時任務（截止時間）硬實時任務硬實時任務/ /軟實時任務軟實時任務n實時系統(tǒng)與分時系統(tǒng)特征的比較：實時系統(tǒng)與分時系統(tǒng)特征的比較： 多路性、獨立性、及時性、交互性、可靠性多路性、獨立性、及時性、交互性、可靠性三種基本的操作系統(tǒng)三種基本的操作系統(tǒng)n三種基本的操作系統(tǒng)三種基本的操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)n通用操作系統(tǒng)通用操作系統(tǒng)如果一個操作系統(tǒng)兼有批處理、分時和實時系統(tǒng)如果一個操作系統(tǒng)兼有批處理、分時

23、和實時系統(tǒng)三者或二者的功能三者或二者的功能 ，則稱該操作系統(tǒng)為通用操，則稱該操作系統(tǒng)為通用操作系統(tǒng)。作系統(tǒng)。1.2.7 1.2.7 微機操作系統(tǒng)微機操作系統(tǒng)n微機操作系統(tǒng)的特征微機操作系統(tǒng)的特征n應用領域應用領域：事務處理、個人娛樂事務處理、個人娛樂，n系統(tǒng)要求系統(tǒng)要求：使用方便、支持多種硬件和外部設備使用方便、支持多種硬件和外部設備（多媒體設備、網(wǎng)絡、遠程通信）、效率不必很高。（多媒體設備、網(wǎng)絡、遠程通信）、效率不必很高。n常用的微機操作系統(tǒng)常用的微機操作系統(tǒng)n單用戶單任務：單用戶單任務：CP/MCP/M，MS- DOSMS- DOSn單用戶多任務：單用戶多任務：Windows Window

24、s n多用戶多任務：多用戶多任務：Solaris OS, LinuxSolaris OS, Linux。1.2.8 1.2.8 多處理機操作系統(tǒng)多處理機操作系統(tǒng)n 多處理機系統(tǒng)引入原因多處理機系統(tǒng)引入原因n增加系統(tǒng)的吞吐量增加系統(tǒng)的吞吐量n規(guī)模經(jīng)濟、節(jié)省投資（共享外設、存儲器等）規(guī)模經(jīng)濟、節(jié)省投資（共享外設、存儲器等）n提高系統(tǒng)的可靠性提高系統(tǒng)的可靠性n 多處理機系統(tǒng)的類型多處理機系統(tǒng)的類型n緊密耦合緊密耦合MPSMPSn松散耦合松散耦合MPSMPSn 多處理機操作系統(tǒng)的類型多處理機操作系統(tǒng)的類型n非對稱多處理模式（每個處理器都有各自特定的任務）非對稱多處理模式（每個處理器都有各自特定的任務）

25、n對稱多處理模式（每個處理器都運行同一個操作系統(tǒng)的拷對稱多處理模式（每個處理器都運行同一個操作系統(tǒng)的拷貝）貝）1.2.9 1.2.9 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)n計算機網(wǎng)絡的類型計算機網(wǎng)絡的類型（按拓撲結(jié)構(gòu)分為：星（按拓撲結(jié)構(gòu)分為：星型、樹型、總線型、環(huán)型、網(wǎng)狀型）型、樹型、總線型、環(huán)型、網(wǎng)狀型）n網(wǎng)絡網(wǎng)絡OSOS的模式的模式n客戶客戶/ /服務器模式服務器模式n對等模式對等模式n網(wǎng)絡網(wǎng)絡OSOS的功能的功能通信、資源管理、網(wǎng)絡服務、網(wǎng)絡管理、互通信、資源管理、網(wǎng)絡服務、網(wǎng)絡管理、互操作能力操作能力1.2.10 1.2.10 分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)n分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)：能將任務：能將任務

26、處理和控制處理和控制進行分散進行分散/ /分分布的系統(tǒng)（相對于集中式）。布的系統(tǒng)（相對于集中式）。n分布式系統(tǒng)的兩種環(huán)境分布式系統(tǒng)的兩種環(huán)境：多處理機系統(tǒng)；多計：多處理機系統(tǒng)；多計算機系統(tǒng)。算機系統(tǒng)。l分布式分布式OSOS與網(wǎng)絡與網(wǎng)絡OSOS的比較的比較 1.1.分布性分布性 2.2.并行性并行性 3.3.透明性透明性 4.4.共享性共享性 5.5.健壯性健壯性 分布式系統(tǒng)基本特征分布式系統(tǒng)基本特征-處理上的分布處理上的分布，即，即功能和任務的分布。功能和任務的分布。嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng) (Embedded OS(Embedded OS）的應用）的應用智能卡智能卡移動通信移動通信計算機

27、外設計算機外設機頂盒機頂盒零售設備零售設備印刷機印刷機復印機復印機互聯(lián)網(wǎng)服務器互聯(lián)網(wǎng)服務器電話交換設備電話交換設備1.3 1.3 操作系統(tǒng)的基本特征操作系統(tǒng)的基本特征n并發(fā)并發(fā)(concurrence)(concurrence)n共享共享(sharing)(sharing)n虛擬虛擬(virtual)(virtual)n異步性異步性(asynchronism)(asynchronism)并發(fā)并發(fā)(concurrence)(1)(concurrence)(1)n并發(fā)：并發(fā)：指在計算機系統(tǒng)中同時存在著多道運指在計算機系統(tǒng)中同時存在著多道運行的程序（行的程序（進程進程） 宏觀上：多道程序宏觀上：多道

28、程序同時在執(zhí)行同時在執(zhí)行 微觀上：任何時刻微觀上：任何時刻只有一道程序在執(zhí)行只有一道程序在執(zhí)行，即微觀上多道程序在即微觀上多道程序在CPUCPU上上輪流（交替）執(zhí)行輪流（交替）執(zhí)行（單機）（單機）n并行并行(parallel)(parallel)： 與并發(fā)相似，指多道程序與并發(fā)相似，指多道程序在同一時刻執(zhí)行，但需多個硬件支持。在同一時刻執(zhí)行，但需多個硬件支持。 并發(fā)并發(fā)(concurrence)(2)(concurrence)(2)n引入進程引入進程程序和進程：在多道程序系統(tǒng)中，程序不能獨立運行，程序和進程：在多道程序系統(tǒng)中，程序不能獨立運行，更不能和其它程序并發(fā)執(zhí)行。引入進程的目的，就是更不

29、能和其它程序并發(fā)執(zhí)行。引入進程的目的，就是為了使多個程序并發(fā)執(zhí)行。為了使多個程序并發(fā)執(zhí)行。n引入線程引入線程進程是進程是OSOS中擁有資源并獨立運行的基本單位。引入線中擁有資源并獨立運行的基本單位。引入線程后，把進程作為分配資源的基本單位，把線程作為程后，把進程作為分配資源的基本單位，把線程作為獨立運行和獨立調(diào)度的基本單位，進一步提高系統(tǒng)的獨立運行和獨立調(diào)度的基本單位，進一步提高系統(tǒng)的并發(fā)性。并發(fā)性。并發(fā)并發(fā)(concurrence)(3)(concurrence)(3) 注：注：1 1、程序的并發(fā)執(zhí)行能有效改善系統(tǒng)資程序的并發(fā)執(zhí)行能有效改善系統(tǒng)資源的利用率，但使系統(tǒng)復雜化，因此操作系源的利用

30、率，但使系統(tǒng)復雜化，因此操作系統(tǒng)必須對并發(fā)活動進行控制和管理。統(tǒng)必須對并發(fā)活動進行控制和管理。 2 2、并發(fā)是操作系統(tǒng)最重要的特征，并發(fā)是操作系統(tǒng)最重要的特征，其它特征均以并發(fā)為前提。其它特征均以并發(fā)為前提。共享共享(sharing)(sharing)n并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的兩個最基本的特征，并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的兩個最基本的特征，二者互為存在條件：二者互為存在條件：l資源的共享是以程序（進程）的并發(fā)執(zhí)行為條件。資源的共享是以程序（進程）的并發(fā)執(zhí)行為條件。l程序的并發(fā)執(zhí)行也以資源的共享為條件。程序的并發(fā)執(zhí)行也以資源的共享為條件。n指系統(tǒng)中的資源不再為某道程序所獨占，指系統(tǒng)中的資源不再為某道程序

31、所獨占， 而是供多道程序共同使用。而是供多道程序共同使用。n資源共享方式：互斥共享方式、同時訪問資源共享方式：互斥共享方式、同時訪問方式方式虛擬虛擬(virtual)(virtual)n通過某種技術(shù)把一個通過某種技術(shù)把一個物理實體物理實體映射為若干個對映射為若干個對應的應的邏輯實體邏輯實體分時（時分復用技術(shù)）或分分時（時分復用技術(shù)）或分空間（空分復用技術(shù)）。空間（空分復用技術(shù)）。n虛擬是操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)資源的重要手段，可虛擬是操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)資源的重要手段，可提高資源利用率。如：虛擬處理機（分時）、提高資源利用率。如：虛擬處理機（分時）、虛擬設備（分時）、虛擬磁盤（分空間）、虛虛擬設備（分時）

32、、虛擬磁盤（分空間）、虛擬存儲器（分空間、分時）擬存儲器（分空間、分時）異步性異步性(asynchronism)(asynchronism)n也稱不確定性，指進程在執(zhí)行中，其執(zhí)行時也稱不確定性，指進程在執(zhí)行中，其執(zhí)行時間、順序、向前推進的速度和完成的時間等都間、順序、向前推進的速度和完成的時間等都是不可預知的。是不可預知的。n只要在只要在OSOS中配置有完善的進程同步機制，且中配置有完善的進程同步機制，且運行環(huán)境相同，作業(yè)經(jīng)多次運行都會獲得完全運行環(huán)境相同，作業(yè)經(jīng)多次運行都會獲得完全相同的結(jié)果。所以，異步運行方式是允許的，相同的結(jié)果。所以，異步運行方式是允許的，是是OSOS的一個重要特征。的一

33、個重要特征。1.4 1.4 操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能處理機管理處理機管理存儲器管理存儲器管理設備管理設備管理文件管理文件管理用戶接口用戶接口一、處理機管理的功能一、處理機管理的功能n處理機管理的主要任務：處理機管理的主要任務：n是對處理機進行是對處理機進行分配分配n對處理機運行對處理機運行進行有效的控制和管理進行有效的控制和管理注：注：處理機的分配和運行以進程為基本單位，因此處理機的分配和運行以進程為基本單位，因此對處理機的管理可歸結(jié)為對進程的管理對處理機的管理可歸結(jié)為對進程的管理n處理機管理的功能處理機管理的功能n進程控制進程控制n進程同步進程同步n進程通信進程通信n調(diào)度調(diào)度二、存儲器管

34、理的功能二、存儲器管理的功能n主要任務主要任務n為多道程序的運行提供良好的環(huán)境為多道程序的運行提供良好的環(huán)境n方便用戶使用存儲器方便用戶使用存儲器n提高存儲器的利用率提高存儲器的利用率n從邏輯上擴充內(nèi)存從邏輯上擴充內(nèi)存n功能功能n內(nèi)存分配（靜態(tài)分配、動態(tài)分配）內(nèi)存分配（靜態(tài)分配、動態(tài)分配）n內(nèi)存保護內(nèi)存保護n地址映射地址映射n內(nèi)存擴充內(nèi)存擴充三、設備管理的功能三、設備管理的功能n主要任務主要任務n完成用戶提出的完成用戶提出的I/OI/O請求請求n為用戶分配為用戶分配I/OI/O設備設備n提高提高I/OI/O設備的利用率及速度設備的利用率及速度n方便用戶使用方便用戶使用I/OI/O設備設備n功能

35、功能n緩沖管理緩沖管理n設備分配設備分配n設備處理設備處理n虛擬設備虛擬設備四、文件管理的功能四、文件管理的功能n主要任務主要任務n對用戶文件和系統(tǒng)文件進行管理對用戶文件和系統(tǒng)文件進行管理n方便用戶使用文件方便用戶使用文件n保證文件的安全性保證文件的安全性n功能功能n文件存儲空間的管理文件存儲空間的管理n目錄管理目錄管理n文件的讀、寫管理和保護文件的讀、寫管理和保護五、五、OSOS與用戶接口管理的功能與用戶接口管理的功能n主要任務主要任務n方便用戶使用操作系統(tǒng)方便用戶使用操作系統(tǒng)n功能功能n用戶接口（聯(lián)機用戶接口用戶接口（聯(lián)機用戶接口- -命令方式、命令方式、圖形用戶接口，脫機用戶接口）圖形用

36、戶接口，脫機用戶接口）n程序接口（系統(tǒng)調(diào)用）程序接口（系統(tǒng)調(diào)用）1.5 1.5 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計經(jīng)歷了以下幾代：操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計經(jīng)歷了以下幾代：n傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)n無結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)無結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)n模塊化結(jié)構(gòu)模塊化結(jié)構(gòu)OSOSn分層式結(jié)構(gòu)分層式結(jié)構(gòu)OSOSn客戶客戶/ /服務器模式服務器模式n面向?qū)ο蟮某绦蛟O計面向?qū)ο蟮某绦蛟O計n微內(nèi)核微內(nèi)核OSOS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)無結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)無結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)nOSOS是由眾多的過程直接構(gòu)成，各過程之間可相互是由眾多的過程直接構(gòu)成，各過程之間可相互調(diào)用，但調(diào)用，但OSOS內(nèi)部不存在任何結(jié)構(gòu)，所以這種內(nèi)部不存在任何

37、結(jié)構(gòu)，所以這種OSOS是是無結(jié)構(gòu)的，又稱為整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。無結(jié)構(gòu)的，又稱為整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。n缺點：缺點： 既龐大又雜亂，缺乏清晰的程序結(jié)構(gòu)；程序既龐大又雜亂，缺乏清晰的程序結(jié)構(gòu)；程序錯誤多，調(diào)試難、閱讀難、理解難、維護難。錯誤多，調(diào)試難、閱讀難、理解難、維護難。模塊化結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（模塊化結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（1 1）nOSOS是采用是采用“模塊化程序設計模塊化程序設計”技術(shù)，按其功能劃技術(shù)，按其功能劃分為若干個獨立的模塊，管理相應的功能，同時分為若干個獨立的模塊，管理相應的功能，同時規(guī)定好各模塊之間的接口，以實現(xiàn)它們的交互，規(guī)定好各模塊之間的接口，以實現(xiàn)它們的交互，對較大模塊又可按子功能進一步細分下去。所

38、以對較大模塊又可按子功能進一步細分下去。所以這種這種OSOS稱為模塊化稱為模塊化OSOS結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。n模塊的獨立性模塊的獨立性n關鍵：模塊的劃分和規(guī)定好模塊之間的接口關鍵：模塊的劃分和規(guī)定好模塊之間的接口n衡量獨立性的兩個標準：衡量獨立性的兩個標準：n內(nèi)聚性：指模塊內(nèi)部各部分間聯(lián)系的緊密程度內(nèi)聚性：指模塊內(nèi)部各部分間聯(lián)系的緊密程度n耦合度：指模塊間相互聯(lián)系和相互影響的程度耦合度：指模塊間相互聯(lián)系和相互影響的程度模塊化結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（模塊化結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（2 2）n優(yōu)點優(yōu)點n提高了提高了OSOS設計的正確性、可理解性和可維護性設計的正確性、可理解性和可維護性n增強了增強了OSOS的可適用性的可適用性

39、n加速了加速了OSOS的開發(fā)過程的開發(fā)過程n缺點：缺點：n模塊及接口劃分較困難模塊及接口劃分較困難n未區(qū)別共享資源和獨占資源未區(qū)別共享資源和獨占資源n由于管理上的差異，使由于管理上的差異，使OSOS結(jié)構(gòu)變得不夠清晰結(jié)構(gòu)變得不夠清晰分層式結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（分層式結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（1 1）n分層式結(jié)構(gòu)是對模塊化結(jié)構(gòu)的一種改進，它按分層式分層式結(jié)構(gòu)是對模塊化結(jié)構(gòu)的一種改進，它按分層式結(jié)構(gòu)設計的基本原則，將結(jié)構(gòu)設計的基本原則，將OS OS 劃分為若干個層次，每一劃分為若干個層次，每一層都只能使用其底層所提供的功能和服務，從硬件開層都只能使用其底層所提供的功能和服務，從硬件開始，在其上面一層一層地自底向上增添相

40、應功能的軟始，在其上面一層一層地自底向上增添相應功能的軟件，這種件，這種OSOS結(jié)構(gòu)稱為分層式結(jié)構(gòu)稱為分層式OSOS結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。n特點：特點：n每一步設計都建立在可靠的基礎上，結(jié)構(gòu)更清晰每一步設計都建立在可靠的基礎上，結(jié)構(gòu)更清晰n調(diào)試和驗證更容易，正確性更高調(diào)試和驗證更容易，正確性更高分層式結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（分層式結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（2 2）n分層式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：分層式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：n易保證系統(tǒng)的正確性易保證系統(tǒng)的正確性n易擴充和易維護易擴充和易維護n缺點：缺點：n系統(tǒng)效率降低：層次結(jié)構(gòu)是分層單向依賴的，系統(tǒng)效率降低：層次結(jié)構(gòu)是分層單向依賴的，必須在相鄰層次之間建立層次間的通信機制，必須在相鄰層次之間建立層

41、次間的通信機制，增加了系統(tǒng)開銷。增加了系統(tǒng)開銷。客戶客戶/ /服務器模式（服務器模式（1 1）n客戶客戶/ /服務器模式的組成服務器模式的組成n客戶機：每臺客戶機都是一個自主計算機，客客戶機：每臺客戶機都是一個自主計算機，客戶進程在運行戶進程在運行n服務器：一臺規(guī)模較大的機器，為網(wǎng)上所有的服務器：一臺規(guī)模較大的機器，為網(wǎng)上所有的用戶提供一種或多種服務。用戶提供一種或多種服務。n網(wǎng)絡系統(tǒng)：用于連接所有客戶機和服務器，實網(wǎng)絡系統(tǒng)：用于連接所有客戶機和服務器，實現(xiàn)它們之間的通信和網(wǎng)絡資源共享。現(xiàn)它們之間的通信和網(wǎng)絡資源共享。n客戶客戶/ /服務器之間的交互：服務器之間的交互：n客戶發(fā)送請求消息、服務

42、器接收消息客戶發(fā)送請求消息、服務器接收消息n服務器回送消息、客戶機接收消息服務器回送消息、客戶機接收消息客戶客戶/ /服務器模式（服務器模式（2 2）n客戶客戶/ /服務器模式的優(yōu)點服務器模式的優(yōu)點n數(shù)據(jù)的分布處理和存儲。數(shù)據(jù)的分布處理和存儲。n便于集中管理。便于集中管理。n靈活性和可靠性。靈活性和可靠性。n易于改編應用軟件易于改編應用軟件n不足之處不足之處n存在著不可靠性和瓶頸問題存在著不可靠性和瓶頸問題n改進方法：在網(wǎng)絡中配置多個服務器，并采改進方法：在網(wǎng)絡中配置多個服務器，并采取相應的安全措施。取相應的安全措施。面向?qū)ο蟮某绦蛟O計面向?qū)ο蟮某绦蛟O計n面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本概念面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基

43、本概念n對象對象n類類n繼承繼承n面向?qū)ο蠹夹g(shù)的優(yōu)點面向?qū)ο蠹夹g(shù)的優(yōu)點n通過通過“重用重用”提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。n使系統(tǒng)具有更好的易修改性和易擴展性。使系統(tǒng)具有更好的易修改性和易擴展性。n更易于保證更易于保證“正確性正確性”和和“可靠性可靠性”微內(nèi)核的微內(nèi)核的OSOS結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)（1 1）n微內(nèi)核技術(shù)的主要思想微內(nèi)核技術(shù)的主要思想 在在OSOS內(nèi)核中只留下一些最基本的功能，而將其他服務內(nèi)核中只留下一些最基本的功能，而將其他服務分離出去，由工作在用戶態(tài)下的進程來實現(xiàn)，形成分離出去，由工作在用戶態(tài)下的進程來實現(xiàn)，形成“客戶客戶/ /服務器服務器”模式。客戶進程可通過內(nèi)核向服務

44、器進程發(fā)送請模式?？蛻暨M程可通過內(nèi)核向服務器進程發(fā)送請求，以取得求，以取得OSOS的服務。的服務。n微內(nèi)核微內(nèi)核 精心設計的，能實現(xiàn)現(xiàn)代精心設計的，能實現(xiàn)現(xiàn)代OSOS核心功能的小型內(nèi)核，它核心功能的小型內(nèi)核，它小而精煉，運行在核心態(tài)下，開機后常駐內(nèi)存，不會因內(nèi)小而精煉，運行在核心態(tài)下，開機后常駐內(nèi)存，不會因內(nèi)存緊張而換出，它為構(gòu)建通用存緊張而換出，它為構(gòu)建通用OSOS提供了一個重要基礎。提供了一個重要基礎。微內(nèi)核的微內(nèi)核的OSOS結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)（2 2）n微內(nèi)核微內(nèi)核OSOS的基本概念的基本概念在進行現(xiàn)代在進行現(xiàn)代OSOS結(jié)構(gòu)設計時，大多采用基于客戶結(jié)構(gòu)設計時，大多采用基于客戶/ /服服務器模式的

45、微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，將務器模式的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，將OSOS分為兩部分：微分為兩部分：微內(nèi)核和多個服務器。內(nèi)核和多個服務器。n足夠小的內(nèi)核足夠小的內(nèi)核n基于客戶基于客戶/ /服務器模式服務器模式n應用應用“機制與策略分離機制與策略分離”原理原理n采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)n微內(nèi)核的基本功能微內(nèi)核的基本功能n進程（線程）管理進程（線程）管理n低級存儲器管理低級存儲器管理n中斷和陷入處理中斷和陷入處理n優(yōu)點：微內(nèi)核優(yōu)點：微內(nèi)核OSOS結(jié)構(gòu)是建立在模塊化、層次化結(jié)構(gòu)的基結(jié)構(gòu)是建立在模塊化、層次化結(jié)構(gòu)的基礎上的，并采用了礎上的，并采用了C/SC/S模式和模式和OOOO的程序設計技術(shù)的程序設計技術(shù)n提高了系統(tǒng)的

46、可擴展性提高了系統(tǒng)的可擴展性n增強了系統(tǒng)的可靠性增強了系統(tǒng)的可靠性n提供了對分布式系統(tǒng)的支持提供了對分布式系統(tǒng)的支持n融入了面向?qū)ο蠹夹g(shù)融入了面向?qū)ο蠹夹g(shù)微內(nèi)核的微內(nèi)核的OSOS結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)（3 3）n微內(nèi)核微內(nèi)核OSOS存在的問題存在的問題n與早期的與早期的OSOS相比，微內(nèi)核相比，微內(nèi)核OSOS的運行效率的運行效率有所降低有所降低n最主要的原因：最主要的原因：P32P32微內(nèi)核的微內(nèi)核的OSOS結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)（4 4）1.6 UNIX1.6 UNIX系統(tǒng)簡介系統(tǒng)簡介nUNIXUNIX系統(tǒng)的發(fā)展系統(tǒng)的發(fā)展nUNIXUNIX系統(tǒng)的特性系統(tǒng)的特性n開放性（系統(tǒng)遵循國際標準規(guī)范）開放性（系統(tǒng)遵循國際標準

47、規(guī)范）n多用戶、多任務環(huán)境多用戶、多任務環(huán)境n功能強大、實現(xiàn)高效功能強大、實現(xiàn)高效n提供豐富的網(wǎng)絡功能提供豐富的網(wǎng)絡功能n支持多處理機的功能支持多處理機的功能nUNIXUNIX系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)P356 P356 圖圖10-110-1UNIXUNIX系統(tǒng)的發(fā)展系統(tǒng)的發(fā)展nUNIXUNIX系統(tǒng)是美國貝爾實驗室的兩名程序員系統(tǒng)是美國貝爾實驗室的兩名程序員K.ThompsonK.Thompson和和D.M.RitchieD.M.Ritchie為為PDP-7PDP-7機器所設計和實現(xiàn)的一個分時機器所設計和實現(xiàn)的一個分時操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)。n最初采用匯編語言編寫，后采用了最初采用匯編語言編寫，

48、后采用了C C語言，并先后形成語言，并先后形成了第了第3 3、4 4、5 5、6 6、7 7版、版、UNIX System v2.0(UNIX SVR UNIX System v2.0(UNIX SVR 2)2)、UNIX SVR 3UNIX SVR 3、 UNIX SVR 4UNIX SVR 4、 UNIX SVR 4.2UNIX SVR 4.2版本版本以及以及BSD UNIXBSD UNIX版本系列。版本系列。 nUNIXUNIX是目前世界上最成功、最流行的是目前世界上最成功、最流行的OSOS之一。之一。nUNIXUNIX操作系統(tǒng)發(fā)展歷程圖（下頁）操作系統(tǒng)發(fā)展歷程圖（下頁）SVR4 198

49、9IBMAIXSun Solaris第10版1988System III 1982System v 1983SvR2 1984SVR3 19871 BSD 19772 BSD 19783 BSD 19784.0 BSD 19794.3 BSD 19864.4 BSD 1992第1版1969年第5版1973第6版1976第7版1978第8版1982第9版1986Bell LabsUNIX版本發(fā)展歷史1.7 1.7 自由軟件和自由軟件和LinuxLinux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)(1)(1)n商業(yè)軟件商業(yè)軟件 共享軟件共享軟件 自由軟件自由軟件n自由軟件是指遵循通用公共許可證自由軟件是指遵循通用公共許可證

50、GPLGPL（General Public LicenseGeneral Public License）規(guī)則，保證）規(guī)則，保證使用上的自由、獲得源程序的自由，可以使用上的自由、獲得源程序的自由，可以自己修改的自由，可以復制和推廣的自由，自己修改的自由，可以復制和推廣的自由，也可以有收費的自由也可以有收費的自由的一種軟件。的一種軟件。n自由軟件出現(xiàn)的意義自由軟件出現(xiàn)的意義 。自由軟件和自由軟件和LinuxLinux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)(2)(2)自由軟件與自由軟件與 Richard Stallman(1)n七十年代后期很多軟件不再提供源碼，使用七十年代后期很多軟件不再提供源碼，使用戶無法修改軟件中的

51、錯誤，使用尤為不便。戶無法修改軟件中的錯誤，使用尤為不便。nGNUGNU的含義是的含義是G GNU is NU is N Not ot U UNIXNIX（遞歸定義），（遞歸定義），是一個自由軟件工程項目，由自由軟件的倡是一個自由軟件工程項目，由自由軟件的倡導者導者Richard StallmanRichard Stallman先生指導并啟動的一先生指導并啟動的一個組織成立了自由軟件基金會個組織成立了自由軟件基金會(FSF) (FSF) 。目的。目的是為了建立免費的是為了建立免費的UNIXUNIX系統(tǒng)。系統(tǒng)。自由軟件和自由軟件和LinuxLinux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)(3)(3)自由軟件與自由軟件

52、與 Richard stallman(2)Richard stallman(2)n GNU GNU寫出一套和寫出一套和UNIXUNIX兼容，但兼容，但又是自由軟件的又是自由軟件的UNIXUNIX系統(tǒng)，系統(tǒng)，GNU GNU 完成了大部分外圍工作，包括外完成了大部分外圍工作，包括外圍命令圍命令gcc/ gccgcc/ gcc+, shell, shell等，最等，最終終LinuxLinux內(nèi)核為內(nèi)核為GNUGNU工程劃上了一工程劃上了一個完美句號。個完美句號。自由軟件和自由軟件和LinuxLinux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)(4) (4) 自由軟件的經(jīng)典之作：自由軟件的經(jīng)典之作： C+C+編譯器、編譯器、O

53、bjective CObjective C、FORTRAN77FORTRAN77、C C 庫、庫、BSD emailBSD email、BINDBIND、PerlPerl、ApacheApache、TCP/IPTCP/IP、IP accountingIP accounting、HTTPserverHTTPserver、Lynx WebLynx Web、LinuxLinux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)(1)(1)nLinuxLinux是由芬蘭藉科學家是由芬蘭藉科學家Linus TorvaldsLinus Torvalds于于19911991年編寫完成的操作系統(tǒng)內(nèi)核。年編寫完成的操作系統(tǒng)內(nèi)核。n許多人對許多人

54、對LinuxLinux進行改進、擴充、完善，進行改進、擴充、完善，做出了關鍵性貢獻做出了關鍵性貢獻-Linux-Linux由最初一個由最初一個人寫的原型變成在人寫的原型變成在InternetInternet上由無數(shù)志上由無數(shù)志同道合的程序高手們參與的一場運動。同道合的程序高手們參與的一場運動。LinuxLinux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)(2)(2) LinuxLinux技術(shù)特點技術(shù)特點(1)(1) (1) (1) 繼承了繼承了UNIXUNIX的優(yōu)點，有許多改進，是集的優(yōu)點，有許多改進，是集體智慧的結(jié)晶，能緊跟技術(shù)發(fā)展潮流，具有極體智慧的結(jié)晶，能緊跟技術(shù)發(fā)展潮流，具有極強的生命力；強的生命力； (2)

55、(2) 通用操作系統(tǒng)，可作為通用操作系統(tǒng)，可作為InternetInternet上的服上的服務器；網(wǎng)關路由器；可用做文件和打印服務器；務器；網(wǎng)關路由器；可用做文件和打印服務器；也可供個人使用；也可供個人使用； (3) (3) 內(nèi)置通信聯(lián)網(wǎng)功能，可讓異種機聯(lián)網(wǎng)；內(nèi)置通信聯(lián)網(wǎng)功能，可讓異種機聯(lián)網(wǎng)； LinuxLinux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)(3)(3) LinuxLinux技術(shù)特點技術(shù)特點(2)(2) (4) (4) 開放源代碼，有利于發(fā)展各種特色的操開放源代碼，有利于發(fā)展各種特色的操作系統(tǒng)；作系統(tǒng)； (5) (5) 符合符合POSIXPOSIX標準（可移植操作系統(tǒng)接標準（可移植操作系統(tǒng)接口），各種口），各種UNIXUNIX應用可方便地移植到應用可方便地移植到LinuxLinux下；下； (6) (6) 提供龐大的管理功能和遠程管理功能；提供龐大的管理功能和遠程管理功能； (7) (7) 支持大量外