操作系统 《操作系统》教案.doc

操作系统 《操作系统》教案200903.doc湖南文理学院电子教案
课程名称: 操作系统原理
课程性质: 专业必修课
适用专业: 计算机科学与技术
学生年级: 2008级
学期: 2010-2011第1期
任课教师: 何青
编写时间:
课程承担学院:计算机学院
教师所在学院:计算机学院
第一章绪论
学习目标:
掌握:操作系统的定义,操作系统的特性和主要性能,多道程序设计技术的特征与意义。
理解:操作系统的主要类型,分时概念。
了解:操作系统的发展历程,分时和实时操作系统的特点,操作系统的用户界面,操作系统在计算机系统中的地位,主要操作系统产品系列。
学习要点:
深入理解、并牢固掌握什么是操作系统,它有什么主要功能,有哪些主要类型;与其它软件相比,操作系统有什么基本特征。结合自己的上机操作,深入想一想:命令(或程序)是怎样在系统中保存?怎样获得CPU控制权?
学习重点难点:
操作系统的形成及现代发展;操作系统的功能及特征;多道程序设计技术的特征与意义。
计算机系统:硬件系统和软件系统
硬件系统--计算机的物理装置本身(机、电元器件)
软件系统--计算机所执行(处理)的程序
操作系统--软件系统中的最重要的组成内容之一(后面将给出确切定义)
1 操作系统的形成和发展
一什么是操作系统--OS(Operating System)
引入操作系统的目的:
(1) 从系统管理人员的观点来看:引入操作系统是为了合理地组织计算机工作流程,管理和分配计算机系统硬件及软件资源,使之能为多个用户高效率地共享。因此,操作系统是计算机资源的管理者。
(2) 从用户的观点来看:引入操作系统是为了给用户使用计算机提供一个良好的界面,以使用户无需了解许多有关硬件和系统软件的细节,就能方便灵活地使用计算机。
(3) 从发展的观点看:引入操作系统是为了给计算机系统的功能扩展提供支撑平台,使之在追加新的服务和功能时更加容易和不影响原有的服务与功能。
操作系统非形式定义:操作系统是控制和管理计算机系统内各种软、硬件资源,有效地组织多道程序运行的系统软件,是用户与计算机之间的接口。
即:OS在计算机系统中,相当于是人类的神经中枢,或者说是大管家。
二操作系统的发展历史(三个阶段)
1 手工操作阶段(第一代):
46~50年代。采用人工根据所使用的机器进行编写操作系统程序。
2 早期批处理(第二代):
50年代末~60年代初。有单道处理;单道批处理;早期脱机批处理,即单独输入、输出系统。
3 多道批处理(第三代):
60年代至今, 多道批处理程序设计的基本思想:在内存中同时存放多道程序,在管理程序的控制下交替地运行,且共享系统的资源。
单道与多道程序的运行情况
4 操作系统的发展
手工→单道批处理→多道批处理(批处理、分时系统、实时系统、网络系统)
三操作系统的主要功能(四大管理)
1 存储器管理功能
1)内存管理:为每一道程序分配一定的内存空间。
即:CPU是与内存打交道的,作业在内存中是怎样分配的?又是怎样释放的?
2)地址映射:在内存中怎样放置用户的程序?
即:将程序放在内存的哪个位置?地址为多少?怎样进行地址变换?
3)内存保护:保证多个程序在内存中互不干扰(越界问题)。
4)内存扩充:在有限的内存容量中,假想地扩充其容量,使用户使用计算机时感觉内存无限大。
2处理器(CPU)管理功能
1)作业和进程调度:选择一道作业(哪一道),并执行(处理)之。
2)进程控制:进程的创建、锁定、唤醒、撤消。
3)进程通信:合作的若干个进程之间的信息交换。
3设备管理功能
1) 缓冲区管理:解决物理器件之间的速度不匹配问题。
2) 设备分配:根据用户请求,为用户分配相应的设备等。
3) 设备驱动:由CPU发出指令后进行相应的I/O操作。
4) 设备无关性:使用户在使用设备时,不必考虑设备本身的物理特性(品牌、设备型号、制造厂家)。
4文件管理功能
1) 文件存储空间的管理:为文件在磁盘等存储设备上分配存储空间的大小和位置。
2) 文件操作的一般管理:文件的删除、打开、关闭、复制等。
3) 目录管理:如何组织文件、查询、访问文件、共享文件资源等。
4) 文件的读、写管理和存取控制;保证文件的安全、保密等不遭破坏。
5用户接口:
为用户使用计算机提供各种方便的操作:操作界面形式有:命令界面(如DOS),程序界面(编写程序中使用)和图形界面(如:Windows)。
四操作系统的地位
在计算机系统中,硬件是系统的物质基础,软件是系统的存在条件。二者缺一不可。

1 计算机系统的组成构筑模型:
从系统构筑图中我们可以看到:操