东北大学软件学院操作系统课件(中文注释).pdf-资料库

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Principles of Operating System Preface About me Wei Zhang 张伟， Associate Professor 副教授 : Software College, NEU From Office : 信息楼B 442 Phone : 139 9822 8657 Email : zhangwei@swc.neu.edu.cn Research interests : Encryption algorithm, Multimedia coding, Data Compression, Joint compression and encryption information Coding, Chaos Theory. 2018/6/12 Description • Operating system is an essential part of computer system. • This course examines the important problems in operating system design and implementation. • Particular emphasis will be given to three major OS subsystems: – Process management – Memory management – I/O systems. 2018/6/12 2 *关于学习操作系统的争议 *世界上只需要很少的操作系统设计/实现者 *Win9x、NT、CE、2000的天下垄断不易改变 *赞成学习操作系统的理由 *需要总体上掌握系统设计 3 *操作系统包括了所有软件设计/实现问题：资源共享/管理，安全和身份验证，灵活性，健壮性，友好界面设计 *设计操作系统，或者修改现有的系统：存在人们意识不到的大量“操作系统”、

嵌入式系统（Embedded OS） *加深对使用的OS的理解，有利于深入编程：用户为了开发应用程序必须与操作系统打交道 *编程时借鉴操作系统的设计思想和算法：操作系统中所用的许多概念和技巧可以推广应用到其他领域 *选择购买操作系统 *强实践性（从实践中总结出原理） *涉及面广 *错综复杂：横纵交叉 *特点 Domains referred to • Computer organization/hardware • Programming language as C or Java • Software design • Basic data structures • Algorithms • Networks 2018/6/12 Made by Najun 4

Textbook 2018/6/12 Made by Najun Reference Material 2018/6/12 Made by Najun Reference Material (cont.) 5 分布式系统，计算机网络，操作系统 6 2018/6/12 Made by Najun 7

8 Grading Experiments: Test: Homework: 50% Attendance: Final exam: 50% The only thing you need to do is to be always honest!!! 2018/6/12 Made by Najun Principles of Operating System End of preface

Principles of Operating System History & common sense about computer and OS 第1代：电子管数字机（1946—1958 年）(这代计算机没有操作系统) 硬件方面，逻辑元件采用的是真空电子管，主存储器采用汞延迟线电子管数字计算机、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。第2代：晶体管数字机（1958—1964 年）（简单的批处理系统）硬件方的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（一般为每秒数10万次，可高达300万次）、性能比第1代计算机有很大的提高。第3代：集成电路数字机（1964— 1970年）（IBM SYSTEM 360，硬盘）MUltics 硬件方面，逻辑元件采用中、小规模集成电路（MSI、SSI），主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快（一般为每秒数百万次至数千万次），而且可靠性有了显著提高，价格进一步下降，产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。第4代：大规模集成电路机（1970年至今）硬件方面，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路（LSI和VLSI）。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。特点是 1971年世界上第一台微处理器在美国

硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。 – UNIX • Multics (Bell + GE + MIT) – 1965 • 1969 -- Bell(AT&T )，Ken. Thompson – DEC PDP-7 • UNICS  UNIX – Bell – Ritchie, Language C Unix History http://www.levenez.com/unix/ 2018/6/12 2 Unix 诞生，一个伟大的梦想— Multics，bell GE MIT 1969年以前，当时的计算机，输入打孔机，输出打印机。20世纪60年代末，MIT开发了一套分时系统。一个大型机 30个终端，不够用。三家，共同开发multics项目。目标是大型主机，可提供300终端连接的目的 Bell 退出， Ken，是BELL参与multics项目的人，想开发一个小型文件系统，自己用。拥有一个DEC设备。妻子儿子出去探亲一个月，ken，用这一个月，用汇编语言写了一个内核程序，包括小型文件系统，这就是UNIX 的原型。Bell实验室的同事，称为 UNICS

– UNIX Ken. Thompson Dennis Ritchie 2018/6/12 – UNIX • AIX(IBM) • SOLARIS(SUN) • HP-UX(HP) 2018/6/12 – UNIX • 1973，Berkeley: BSD (Berkeley Software Distribution) Bill Joy • 1979，AT&T: System V Release – SVR – Previous version for Server & Workstation – Support X86 – Copyright announcement 2018/6/12 Ken这个系统写的太好了，广受欢迎，在bell里面广为流传。但是由于是汇编语言编写，没有可移植性。 Ritchie出现了。 Ken和Dennis合作想将unics改写为高级的程序语言编写。当时有现成的高级语言B语言。但是发现B语言编译出来的内核不是很好，于是Dennis发明了C语言，并用C语言重新改写和编译了UNICS操作系统，最后发型了UNIX 的正式版本。 UNIX诞生。C语言诞生。 1973-1979，由于AT&T没有充分重视 UNIX, unix被其他公司广泛使用，尤其是各个大学和公司。由于UNIX的高度可移植性和强大的性能，加上当时没有版权纠纷，所以很多商业公司开始了UNIX操作系统的开发。 Berkeley大学的bill joy获得unix源代码后，着手进行修改，同事增加了很多工具软件和编译程序，最终命名为： Berkeley Software Distribution， BSD是UNIX的一个很重要的分支，Bill Joy后来成立的Sun公司，即对BSD开发商业的UNIX程序。FreeBSD是在 BSD的基础上修改而来，可用在X86 构架的计算机上。 AT&T 在1979年推出System V第七发行版后，声明收回Unix的版权，特别强调“不可对学生提供源代码”。 3 4 5

由于AT&T对Unix版权的回收，使得教授在教授UNIX课程的时候无源代码可用。这个人在完全不看原始UNIX代码的基础上，自己动手写了一个Unix like的操作系统MNIX，并提供了BBS和news 的组合。完全出于教育使用。 6 7 – UNIX 2018/6/12 - MINIX 1984-86 Andrew S. Tanenbaum（AST） http://www.cs.vu.nl/~ast/ http://www.cs.vu.nl/~ast/minix.html ast@cs.vu.nl Amsterdam Vrije Minix •Not free for download •Only for education. 2018/6/12

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