操作系統講義孫清西安財經學院1操作系統概述

系統啟動及用戶界面進程管理與調度進程同步第一章第二章第三章第四章文件管理第七章Contents課程內容安排

西安財經學院設備管理第六章存儲器管理第五章2教材及參考資料教材：操作系統教程黃剛徐小龍段衛華人民郵電出版社2009年參考資料：OperatingSystemDesignandImplementation（SecondEdition）AndrewS.Tanenbaum2001年1月計算機操作系統教程張堯學史美林清華大學出版社1998年5月計算機操作系統教程徐甲同陸麗娜谷建華西安電子科技大學出版社2001年12月計算機操作系統湯子贏哲鳳屏湯小丹西安電子科技大學出版社2000年2月紅帽EnterpriseLinux3從入門到精通MichaelJang著毛選韓濱于曉菲等譯電子工業出版社2003年5月Linux內核完全剖析趙炯機械工業出版社2006年1月Linux操作系統及實驗教程李善平鄭扣根機械工業出版社1999年10月3本課程與其它專業課程的關系編譯原理數據庫原理計算機網絡軟件工程計算機組成原理計算機系統結構匯編語言程序設計各種應用軟件開發平臺及軟件開發技術C語言程序設計數據結構面向對象程序設計算法分析操作系統注：圖中加黑字體課程名稱為計算機專業考研課程4課程進度安排第1周 第1章操作系統概論第2周 第2章系統啟動及用戶界面（自己安裝Linux）第3周 實驗一Linux系統的操作命令第4、5周 第3章進程管理與調度第6周 實驗二進程的創建第7、8周 第4章進程同步第9周 實驗三進程間消息通信第10、11周第5章存儲管理第12周 實驗四虛擬內存管理模擬系統調試第13、14周 第6章設備管理第15～17周 第7章文件管理18、復習5第一章操作系統概述操作系統的概念1操作系統的形成和發展2操作系統的分類3西安財經學院操作系統的結構設計

4Linux操作系統簡介56操作系統的概念7操作系統的概念操作系統是一組運行在計算機上的軟件，它用來管理計算機硬件，并且為運行應用程序提供各種常規服務。各種帶有計算機的設備都配有操作系統，從手機、游戲機到超級計算機都必須裝載操作系統。操作系統是一個兩層的系統平臺，一層是面向終端用戶的，一層是面向程序開發者的。流行的個人機操作系統包括：微軟的Windows、蘋果的MacOSX和Linux。8操作系統的發展二十世紀六十年代才出現現代結構的操作系統。五十年代開始形成一些操作系統的功能軟件，如：運行時庫、中斷、并行處理等。八十年代開始將大型機和小型機的操作系統移植到個人計算機中。陸續出現一些專門為個人機開發的系統功能，如GUI。操作系統中最重要的部分是內核（kernel），它用來控制對內存的讀寫，進程的執行順序，輸入/輸出設備的信息傳遞和中斷。用戶接口（界面）是操作系統的另一重要部分，它分為圖形界面和命令行界面兩種。9操作系統的分類批處理操作系統批量處理作業，操作系統選擇作業執行，為提高資源利用率和系統吞吐量。無法實現人機交互。分時操作系統一臺主機與多個終端相連，各個終端用戶分時使用系統資源。實時操作系統主要用于工控領域。重點在及時響應和執行可靠性。10操作系統的分類微型計算機操作系統操作友好方便，通用性。網絡操作系統在一般操作系統基礎上,提供網絡通信和服務的操作系統。分布式操作系統依托網絡，實現任務的處理分布。嵌入式操作系統微型化，可定制，應用于各種特殊用途的終端。11操作系統的結構設計層次式結構：傳統的操作系統結構。如，LINUX/

UNIX，系統內核中的每一模塊只能與相鄰層通信。12操作系統的結構設計微內核結構：現代很多操作系統都使用微內核結構。卡內基梅隴大學的Mach操作系統就是典型代表。MacOSX就采用了這種結構。13操作系統的結構設計綜合結構：有些操作系統結合了這兩種結構，如WindowsNT14Linux操作系統簡介Linux是類Unix操作系統。Unix系統是1969年由Bell實驗室的KenThompson，DennisRitchie，DouglasMcIlory,和JoeOssanna設計實現的。15Linux操作系統簡介GNU是RichardStallman1983年在MIT發起的一個自由軟件和大范圍合作工程。16Linux操作系統簡介Minix是最小的類Unix操作系統，是AndrewS.Tanenbaum專門為教學編寫的。17Linux操作系統簡介Linux是LinusTorvalds在Minix的基礎上開發的內核。18Linux操作系統簡介如今，從各種嵌入式系統到超級計算機系統，Linux作為操作系統得到了廣泛的應用。它的服務器版LAMP（Linux，Apache，MySQL和PHP）應用框架也得到了廣泛的應用。常見的版本：RedHat/Fedora、CentOS、Debian/Ubuntu、

SUSE、Mandriva、FreeBSD、Gentoo當前最新的Linux內核3.2.7參考網站：/

19LINUX系統的特點LINUX是一個遵循POSIX標準的免費OS，具有BSD和SYSTEMV的擴展特性（其外表性能上同UNIX非常相象，但所有系統核心代碼全部重新寫過了）。

LINUX可以運行在X86PC、SUNSparc、DigitalAlpha、PowerPC、MIPS等平臺上，可以說是目前運行硬件平臺最多的OS。支持多種文件系統。如FAT、FAT32、EXT2、NFS等，LINUX可以將這些文件系統直接裝載為系統的一個目錄。LINUX自己的文件系統EXT2/3/4非常先進，最多可支持到2TB的空間，文件名長度可達到255個字符。20Linux操作系統簡介Linux的基本結構類似Unix的層次式結構，可以分為三層：第三層：SHELL，用戶接口(命令接口、程序接口、圖形用戶接口)第二層：內核，對對象控制和管理的軟件集合(處理機管理軟件、存儲器管理軟件、設備管理軟件、文件管理軟件)第一層：硬件，操作系統對象(處理機、存儲器、設備、文件和作業)21Linux內核作為OS的核心，它具有二個方面的接口：一方面是核心與硬件的接口，它通常是由一組驅動程序和一些基本的例行程序組成；二是核心與Shell的接口，由二組系統調用以及命令解釋程序等組成。核心本身又可分成二大部分：一部分是進程控制子系統；另一部分則是文件子系統。二組系統調用分別與這二大子系統交互。22Shell的功能Shell是用戶操作計算機系統的界面，作為解釋程序出現：接收用戶打入的命令，進行分析，創建子進程，由子進程實現命令所規定功能，等子進程終止工作后，發出提示符。Shell還是一種高級程序設計語言，它有變量、關鍵字、各種控制語句，如if、case、while、for等，有自己的語法結構。利用Shell程序設計語言可以編寫出功能強大、代碼簡單的程序，特別是它把相關的LINUX命令有機地組合在一起，可大大提高編程的效率。23Shell具有如下突出特點：（1）把已有命令進行適當組合，構成新的命令，且組合方式簡單；（2）可以進行交互式處理，用戶和LINUX系統之間通過Shell進行交互式會話，實現通信；（3）靈活地利用位置參數傳遞參數值；（4）結構化的程序模塊，提供了順序流程控制、條件控制、循環控制等；（5）提供通配符、I/O重定向、管道等機制，方便了模式匹配、I/O處理和數據傳輸；（6）便于用戶開發新的命令。利用Shell過程可把用戶編寫的可執行程序與LINUX命令結合在一起，當作新命令使用；（7）提供后臺處理方式，不打斷前臺工作。24LINUX通常提供三種不同的ShellBourneShell（簡稱bash），是AT&TBell實驗室人員為UNIX開發的，它是其他Shell開發的基礎，也是各種UNIX/LINUX系統上最常用、最基本的Shell。C-Shell（簡稱csh）,是加州伯利克大學的BillJoy為BSDUNIX開發的，它與bash不同，主要模擬C語言。KornShell（簡稱ksh），是AT&TBell實驗室開發的，與bsh兼容，但功能更強大。25Shell程序示例

使用Shell最簡單的方法是從鍵盤上直接打入命令行。例如：ls-l/usr/exampleShell命令解釋程序對打入的命令進行分析，并創建子進程，完成該命令所對應的功能。Shell程序也可存放在文件上。例如：由三條簡單命