本科操作系统1
操作系统本科课程设计 (2)
操作系统本科课程设计简介操作系统是计算机科学中的重要课程，是计算机基础理论课程之一。
操作系统本科课程设计是操作系统理论与实践的结合，帮助学生更好地理解操作系统的概念、原理和实现，以及实现与应用的关系，提高学生的综合分析、设计和解决问题的能力。
设计内容操作系统本科课程设计一般要求学生能够完成一个完整的操作系统，要求包括以下几个方面：1. 操作系统的基本功能•进程管理：包括进程的创建、调度、撤销等操作。
•存储管理：包括内存的分配、回收等操作。
•文件系统：包括文件的创建、打开、修改、保存，以及文件的存储结构等操作。
•设备管理：包括设备的分配、回收，以及驱动程序的编写等操作。
2. 操作系统的实现•系统调用：包括系统调用接口的设计和实现。
•中断处理：包括中断的响应、处理和恢复等操作。
•内存管理：包括内存的分页、虚拟内存等操作。
•进程调度：包括调度算法的设计和实现。
3. 操作系统的应用•进程间通信：包括管道、消息队列、共享内存等操作。
•网络编程：包括TCP/IP协议的实现、socket编程等操作。
•多线程编程：包括线程的创建、同步、互斥等操作。
设计流程操作系统本科课程设计的流程一般如下：1. 选题和确定任务学生可以根据自己的兴趣和能力选择操作系统相关的主题或者方向，并确定具体的任务和目标。
2. 论文调研和理论学习学生需要对相关的操作系统论文和理论进行研究和学习，了解操作系统的基本概念、原理和技术处理方法。
3. 设计和实现学生需要根据选题和论文研究，进行操作系统的设计和实现。
这一步通常需要进行以下操作：1.系统架构设计：包括系统组成、各个模块的功能和接口设计等。
2.编程实现：包括系统代码编写、调试和测试等。
3.功能测试和性能测试：包括系统的基本功能测试和性能测试等。
4. 结果分析和评估学生需要对操作系统进行分析和评估，包括以下几个方面：1.系统性能：包括响应时间、吞吐量、并发度等。
2.系统稳定性：包括系统崩溃、死锁、资源泄露等。
《操作系统》完整版教案1-6单元全
启发式
多媒体
课件演示
思考
交流互动
记录笔记
问题引入
（1）可变分区存储管理；
讲授法
启发式
多媒体
课件演示
教师：提问
学生：讨论
知识讲解
知识点5：可变分区存储管理
讲授法
启发式
多媒体
课件演示
思考
交流互动
记录笔记
课堂
总结
8．存储管理基本功能；
2.连续存储管理方式
教师讲解
多媒体
Hale Waihona Puke 课件演示整理笔记引导创新
课后作业
教学内容
（1）页式存储管理；
重点：
（1）页式存储管理方式；
难点：
（1）页式存储管理方式
课后作业
1.习题一、二
2.习题三8
教学过程设计
存储管理（2）（2学时）
主要步骤
教学内容
教学方法
教学手段
师生活动
问题引入
（1）页式存储管理方式；
讲授法
启发式
多媒体
课件演示
教师：提问
学生：讨论
知识讲解
知识点1：页式存储管理方式；
课件演示
整理笔记
引导创新
课后作业
1.习题一、二
2.习题三2、3、4
教师讲授
多媒体
布置作业
提出要求
《操作系统》课程教学单元设计2
第7章：进程的并发（2）
授课教师：操作系统课程组
授课班级:
学时：2
教学条件
多媒体教室
教学素材
教材、课件、授课录像等
教学目标设计
知识目标：
（1）理解和掌握进程的同步知识；
大学计算机基础—操作系统
嵌入式操作系统
用于控制、监视或帮助机器运 行的操作系统，如VxWorks、 QNX。
桌面操作系统
为个人电脑提供用户界面和应 用程序运行环境，如 Windows、macOS和Linux。
移动操作系统
为智能手机和平板电脑提供操 作系统，如Android和iOS。
大学计算机基础—操 作系统
目录
• 引言 • 操作系统概述 • 操作系统的基本概念 • 操作系统的核心技术 • 操作系统的应用与发展 • 实践环节
01
引言
主题简介
操作系统定义
操作系统是计算机系统的核心软 件，负责管理计算机硬件和软件 资源，为用户提供便利的操作界
面。
操作系统功能
操作系统的主要功能包括进程管理、 内存管理、文件管理和设备管理。
游戏主机操作系统
为游戏主机提供底层硬件管理 和游戏运行环境，如 PlayStation OS和Xbox OS。
操作系统的未来发展趋势
云操作系统
物联网操作系统
随着云计算技术的发展，云操作系统将更 加普及，为用户提供更灵活、高效和安全 的计算资源。
随着物联网设备的普及，专为物联网设备 设计的操作系统将更加重要，以满足设备 间协同工作和数据安全的需求。
THANKS
感谢观看
文件系统
01
02
03
文件
文件是存储在磁盘上的数 据集合，由文件名、文件 类型、文件大小等信息组 成。
目录
目录是文件系统的组织结 构，用于存储文件名、文 件类型、文件大小等信息。
文件访问控制
通过权限设置来控制用户 对文件的访问权限，包括 读、写、执行等操作。
大一上学期末操作系统基础知识点总结
大一上学期末操作系统基础知识点总结操作系统是计算机科学中的重要课程，是计算机系统中的核心部分。
通过学习操作系统，可以帮助我们更好地理解计算机系统的运行原理，提高我们的编程能力和系统调试能力。
在大一上学期的操作系统课程中，我们学习了许多基础知识点，下面我将对这些知识点进行总结和归纳。
1. 操作系统概述操作系统是管理计算机硬件和软件资源的系统软件，它为用户和应用程序提供了接口，同时负责管理和调度计算机的资源。
操作系统的主要功能包括进程管理、文件管理、内存管理、设备管理和用户接口等。
2. 进程管理进程是程序在计算机上的一次执行过程，它是操作系统管理的基本单位。
在进程管理中，我们学习了进程的创建、调度、同步和通信等内容。
了解进程管理的相关知识，可以帮助我们编写高效的并发程序。
3. 内存管理内存管理是操作系统的重要功能之一，它负责管理计算机的内存资源。
在内存管理中，我们学习了虚拟内存、页面置换算法、内存分配和内存保护等内容。
通过学习内存管理知识，可以帮助我们更好地理解程序的内存使用和优化。
4. 文件管理文件管理是操作系统管理文件和存储设备的功能。
在文件管理中，我们学习了文件系统的组织和管理、文件存储空间的分配和保护等内容。
通过文件管理的学习，我们可以更好地了解文件系统的设计和实现。
5. 设备管理设备管理是操作系统管理计算机各种硬件设备的功能。
在设备管理中，我们学习了设备的分配和控制、设备驱动程序的设计和实现等内容。
了解设备管理知识，可以帮助我们更好地编写设备驱动程序和系统管理工具。
6. 用户接口用户接口是操作系统与用户交互的接口。
在用户接口中，我们学习了命令行界面和图形用户界面的设计和实现。
了解用户接口的知识，可以帮助我们设计友好的用户界面和提供良好的用户体验。
通过对操作系统基础知识点的总结，我对操作系统的工作原理和实际应用有了更深入的理解。
在未来的学习和工作中，我将继续深入学习操作系统相关知识，提高自己的技术能力，为将来的发展打下良好的基础。
操作系统(1~8章的课后习题答案)
1.1：存储程序式计算机的主要特点是：集中顺序过程控制（1）过程性：模拟人们手工操作（2）集中控制：由CPU集中管理（3)顺序性：程序计数器1.2：a:批处理系统的特点：早期批处理有个监督程序，作业自动过渡直到全部处理完，而脱机批处理的特点：主机与卫星机并行操作。
b:分时系统的特点：（1）：并行性。
共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序。
（2）：独占性。
分时操作系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端上同时为许多终端用户服务，每个用户的感觉是自己独占计算机。
操作系统通过分时技术将一台计算机改造为多台虚拟计算机。
（3）：交互性。
用户与计算机之间可以进行“交互会话”，用户从终端输入命令，系统通过屏幕（或打印机）将信息反馈给用户，用户与系统这样一问一答，直到全部工作完成。
c：分时系统的响应比较快的原因：因为批量操作系统的作业周转时间较长，而分时操作系统一般采用时间片轮转的方法，一台计算机与许多终端设备连接，使一台计算机同时为多个终端用户服务，该系统对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话功能。
1.3：实时信息处理系统和分时系统的本质区别：实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。
其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。
此外，实时操作系统应有较强的容错能力，分时操作系统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用。
用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。
用户根据上步结果发出下道命。
分时操作系统将CPU 的时间划分成若干个片段，称为时间片。
操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。
每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。
分时系统具有多路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。
《操作系统》课程教学大纲
《操作系统》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：10411290课程名称（中/英文）：操作系统/Operating System课程类别：专业基础课学分：3.5总学时：56理论学时：48实验/实践学时：8适用专业：数据科学与大数据技术适用对象：本科先修课程：计算机组成与系统结构、java程序设计、数据结构教学环境：多媒体开课学院：计算机与信息工程学院二、课程简介《操作系统》是高校软件工程专业的一门专业核心课，是后续专业课程的理论基础，本课程讲述操作系统的基本原理，主要偏重于操作系统功能与结构的理论分析，对其中的重要算法辅以实验,以加深对理论知识的理解和掌握。
主要内容包括操作系统概论；进程的概念、进程的描述与控制、进程的同步与互斥以及进程管理的常用算法；处理机调度的策略和处理死锁的方法；存储器管理的方案和分配算法以及存储保护和共享；文件系统的运行机制及关键的数据结构；设备与系统的结合方式，设备驱动程序的结构及加载机制。
通过该课程的学习要求学生理解和掌握操作系统的原理和实现方法，培养分析、比较操作系统实现方法优劣的基本能力，加深对操作系统的理解，提高深入编程和借鉴操作系统的设计思想和算法的能力。
本课程主要讲述操作系统的原理，使学生不仅能够从操作系统内部了解操作系统的工作原理，而且可以学到软件设计的思想方法和技术方法。
主要内容包括：操作系统的概论；操作系统的作业管理；操作系统的文件管理原理；操作系统的进程概念、进程调度和控制、进程同步和互斥等；操作系统的各种存储管理方式以及存储保护和共享；操作系统的设备管理原理。
三、课程教学目标2.课程教学目标及其与毕业要求指标点、主要教学内容的对应关系四、教学内容第一章操作系统引论1.主要内容：阐述操作系统的目标和作用；操作系统的发展过程；操作系统基本特性；操作系统主要功能；操作系统的结构设计。
2.基本要求：掌握操作系统的定义；理解操作系统目标、作用和功能；。
3.重点：操作系统的定义与功能。
哈工大《操作系统》实验1
（5）重新编写一个setup.s，然后将其中的显示的信息改为：“Now we are in SETUP”。
再次编译，重新用make命令生成BootImage，结合提示信息和makefile文修改build.c，具体将setup.s改动如下：mov cx,#27mov bx,#0x0007 ! page 0, attribute 7 (normal)mov bp,#msg1mov ax,#0x1301 ! write string, move cursorint 0x10dieLoop:j dieLoopmsg1:.byte 13,10,13,10.ascii "Now we are in SETUP".byte 13,10,13,10将build.c改动如下：if(strcmp("none",argv[3]) == 0)//添加判断return 0;if ((id=open(argv[3],O_RDONLY,0))<0)die("Unable to open 'system'");// if (read(id,buf,GCC_HEADER) != GCC_HEADER)// die("Unable to read header of 'system'");// if (((long *) buf)[5] != 0)// die("Non-GCC header of 'system'");for (i=0 ; (c=read(id,buf,sizeof buf))>0 ; i+=c )if (write(1,buf,c)!=c)die("Write call failed");close(id);fprintf(stderr,"System is %d bytes.\n",i);if (i > SYS_SIZE*16)die("System is too big");return(0);（6）验证：用make是否能成功生成BootImage，运行run命令验证运行结果。
计算机专升本中的操作系统原理
计算机专升本中的操作系统原理计算机专升本中的操作系统原理是计算机专业学生在学习和掌握计算机操作系统时所必备的基础知识。
操作系统是计算机系统的重要组成部分，它负责管理和控制计算机硬件资源，提供良好的用户界面和运行环境。
本文将从操作系统的定义、功能、分类以及主要原理等方面进行详细介绍。
一、操作系统的定义操作系统是一种系统软件，是计算机系统的核心，负责管理和控制计算机硬件资源，并提供用户与计算机之间的接口。
操作系统是计算机与应用程序之间的代理，它承担着各种任务，如分配和管理内存、管理文件和输入输出设备、调度进程和线程等。
二、操作系统的功能1. 资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件资源，包括处理器、内存、硬盘、输入输出设备等。
通过资源管理，操作系统可以高效地利用资源，提高计算机的性能和运行效率。
2. 进程调度：操作系统根据一定的调度算法，合理地分配和调度进程的运行，确保各个进程能够按照一定的顺序执行，提高系统的整体效率和响应速度。
3. 内存管理：操作系统负责对计算机内存的分配、回收和管理。
通过内存管理，操作系统可以有效地利用有限的内存资源，提供给应用程序足够的内存空间。
4. 文件管理：操作系统负责对计算机文件的组织、存储和管理。
通过文件管理，操作系统可以提供方便的文件操作接口，使得用户能够方便地进行文件的读写和管理。
5. 设备管理：操作系统负责对计算机输入输出设备的管理和控制。
通过设备管理，操作系统可以为用户提供方便、高效的输入输出操作接口，使得用户能够方便地与设备进行交互。
三、操作系统的分类操作系统可以根据其功能和特点进行分类，常见的操作系统分类包括：1. 批处理操作系统：批处理操作系统是最早的操作系统，主要用于处理大量的批处理作业。
它通过将一批作业按顺序放入内存，自动依次执行，并输出结果。
2. 分时操作系统：分时操作系统是为了满足多用户同时共享计算机资源的需求而设计的。
它允许多个用户通过终端同时登录系统，并以交互的方式使用计算机资源。
专升本计算机第五节-计算机操作系统
专升本计算机第五节-计算机操作系统专升本计算机第五节计算机操作系统在我们学习专升本计算机的过程中，计算机操作系统是一个至关重要的部分。
它就像是计算机的大管家，负责管理和协调计算机的各种资源，让计算机能够高效、稳定地运行。
首先，让我们来了解一下什么是计算机操作系统。
简单来说，操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。
它提供了一个让用户与计算机进行交互的环境，使得我们能够方便地使用计算机完成各种任务。
操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和作业管理等。
处理机管理负责分配和控制处理机的资源，让各个程序能够合理地使用 CPU 时间，提高系统的运行效率。
存储器管理则管理计算机的内存资源，包括内存的分配、回收和保护，确保程序能够正常地存储和访问数据。
设备管理负责管理计算机的外部设备，如键盘、鼠标、打印机等。
它要处理设备的分配、驱动程序的安装和设备的故障处理等问题，让设备能够正常工作并且与计算机系统协同运作。
文件管理则是对计算机中的文件进行组织、存储和检索，方便用户对文件进行操作和管理。
作业管理则负责对用户提交的作业进行调度和控制，保证作业能够按照一定的顺序和规则执行。
常见的操作系统有 Windows、Linux 和 macOS 等。
Windows 操作系统是我们大多数人在日常生活和工作中最常用的操作系统之一，它具有图形化的界面，操作简单直观，适用于各种办公和娱乐场景。
Linux操作系统则是一种开源的操作系统，广泛应用于服务器领域，具有稳定性高、安全性强等优点。
macOS 是苹果公司开发的操作系统，专为苹果电脑设计，具有良好的用户体验和性能。
不同的操作系统在功能和特点上可能会有所差异，但它们都遵循着一些基本的原理和设计原则。
例如，操作系统都需要保证系统的稳定性和安全性，防止非法访问和恶意攻击。
同时，操作系统也要考虑用户的使用习惯和需求，提供友好的用户界面和便捷的操作方式。
操作系统第1章绪论
1.2.6 通用操作系统 通用操作系统：同时兼有多道批处理、分时、 实时处理的功能，或其中两种以上的功能。 实时和批处理相结合：通常把实时任务称为前 台作业，批作业称为后台作业。 批处理和分时处理相结合：分时批处理系统。
1.2.7 操作系统的进一步发展 操作系统进一步的发展： （1）个人计算机上的操作系统，例如DOS系统。 （2）嵌入式操作系统。 （3）网络操作系统。 （4）分布式操作系统。 （5）智能化操作系统。
(3) 分布式操作系统对用户是透明的。计算机网络不 是。 (4) 分布式系统的基础是网络。分布式系统已不仅是 一个物理上的松散耦合系统，同时还是一个逻辑上 紧密耦合的系统。 (5) 分布式系统还处在研究阶段。
1.4 操作系统功能
操作系统的基本功能: (1)处理机管理 (2)存储管理 (3)设备管理 (4)信息管理(文件系统管理) (5)用户接口 1.4.1 处理机管理 处理机管理:解决在多道程序或多用户的情况下组 织多个作业同时运行时对处理机分配调度策略、分 配实施和资源回收等问题。
1.4.2 存储管理 主要工作： (1) 内存分配和回收。 (2) 存储保护。 (3) 内存扩充。
1.4.3 设备管理 主要工作： (1) 通道、控制器、输入输出设备的分配和管理。 常需要采用虚拟技术和缓冲技术。 (2) 设备独立性。
1.4.4 信息管理(文件系统管理) 管理 对象：系统的软件资源的管理。 解决的问题: （1）在使用文件时避免引起混乱，甚至遭受破坏。 （2）信息的共享、保密和保护。
1. 联机批处理 慢速的输入输出(I/O)设备和主机直接相连。 作业的执行过程为: (1) 用户提交作业：程序、数据和作业说明书; (2) 作业被作成穿孔纸带或卡片; (3) 操作员有选择地把若干作业合成一批，通过 输入设备(纸带输入机或读卡机) 把它们存入磁带; (4) 监督程序读入一个作业; (5) 从磁带调入汇编程序或编译程序，将用户作 业源程序翻译成目标代码;
专升本计算机操作系统知识点
专升本计算机操作系统知识点一、操作系统概述。
1. 操作系统的概念。
- 操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，同时也是计算机系统的内核与基石。
它负责管理计算机系统的各种资源，如处理器、内存、文件系统、输入输出设备等，并为用户和应用程序提供一个方便、高效、安全的使用环境。
2. 操作系统的功能。
- 处理器管理。
- 主要是对处理器（CPU）进行分配和调度。
在多道程序环境下，多个程序同时竞争CPU资源，操作系统需要根据一定的算法（如先来先服务、短作业优先、时间片轮转等）将CPU分配给不同的程序，使CPU资源得到充分利用。
- 内存管理。
- 负责内存的分配与回收。
当程序运行时，操作系统要为其分配足够的内存空间；当程序结束时，回收其所占用的内存。
同时，还需要解决内存保护问题，防止不同程序之间相互干扰，以及提供虚拟内存技术，将外存的一部分空间作为内存的补充，使得程序可以运行比实际物理内存更大的程序。
- 文件管理。
- 对计算机系统中的文件进行组织、存储、检索和保护。
包括文件的创建、删除、读写操作，文件目录的管理，文件存储空间的分配等。
- 设备管理。
- 负责对计算机系统中的各种输入输出设备（如键盘、鼠标、打印机、磁盘等）进行管理。
包括设备的分配、启动、控制和回收等操作，同时还要处理设备的中断请求，提高设备的利用率。
3. 操作系统的分类。
- 批处理操作系统。
- 特点是用户将一批作业提交给计算机系统后，就不再干预，由操作系统按照一定的顺序依次处理这些作业。
它可以提高系统资源的利用率和系统的吞吐量，但用户交互性较差。
- 分时操作系统。
- 采用时间片轮转的方式，将CPU的时间划分成若干个时间片，每个用户的作业（或进程）轮流在CPU上运行一个时间片。
它具有多路性、交互性、独占性和及时性的特点，多个用户可以同时通过终端与计算机系统进行交互。
- 实时操作系统。
- 主要用于对外部事件作出及时响应的系统，如工业控制系统、航空航天系统等。
本科操作系统的基本知识
一、本科操作系统的基本知识二、1．unix/Linux的发展历程,内核版本号版本号一般地，可以从Linux内核版本号来区分系统是否是Linux稳定版还是测试版。
以版本2.4.0为例，2代表主版本号，4代表次版本号，0代表改动较小的末版本号。
在版本号中，序号的第二位为偶数的版本表明这是一个可以使用的稳定版本，如2.2.5，而序号的第二位为奇数的版本一般有一些新的东西加入，是个不一定很稳定的测试版本，如2.3.1。
这样稳定版本来源于上一个测试版升级版本号，而一个稳定版本发展到完全成熟后就不再发展。
发展历史1969年，Unix最早诞生于贝尔实验室;1987年Andrew S.Tanenbaum开发完成Minix操作系统，它也是UNIX的一种克隆系统；1991Linus Torvalds发布了Linux v0.01版本；1994年3月，Linux1.0发布；1996年6月，Linux2.0内核发布，此内核有大约40万行代码，并可以支持多个处理器。
此时的Linux已经进入了实用阶段–Version2.0of June1996included SMP support and added support for more processors.–Version2.2of January1999–Version2.4.0of January2001–Version2.6-December17,2003–Version3.0-July21,20112.微内核和单一内核内核：内核是操作系统的内部核心程序，它向外部提供了对计算机设备的核心管理调用。
我们将操作系统的代码分成2部分。
内核所在的地址空间称作内核空间。
而在内核以外的统称为外部管理程序，它们大部分是对外围设备的管理和界面操作。
外部管理程序与用户进程所占据的地址空间称为外部空间。
通常，一个程序会跨越两个空间。
当执行到内核空间的一段代码时，我们称程序处于内核态，而当程序执行到外部空间代码时，我们称程序处于用户态。
大学计算机基础操作系统
大学计算机基础操作系统在当今数字化的时代，计算机操作系统无疑是我们与计算机交互的重要桥梁。
对于大学生而言，掌握大学计算机基础操作系统的知识，不仅是学业的要求，更是适应未来社会发展的必备技能。
操作系统，简单来说，就是管理计算机硬件与软件资源的程序，它负责处理如内存管理、进程管理、文件系统管理等诸多关键任务。
想象一下，如果计算机没有操作系统，那它就只是一堆冰冷的硬件，无法为我们提供各种便捷的服务和功能。
首先，让我们来谈谈内存管理。
内存就像是计算机的短期记忆，它用于存储正在运行的程序和数据。
操作系统需要合理地分配内存空间，确保每个程序都能得到足够的资源来运行，同时还要避免内存泄漏和内存碎片等问题。
如果内存管理不当，可能会导致程序运行缓慢甚至崩溃。
比如说，当你同时打开多个大型软件时，如果操作系统不能有效地分配内存，就会出现卡顿的现象。
进程管理也是操作系统的核心任务之一。
进程可以理解为正在运行的程序的实例。
操作系统要负责创建、调度和终止进程，以确保计算机的资源得到高效利用。
比如，当你在电脑上一边听音乐，一边写文档，操作系统会根据各个进程的优先级和资源需求，合理地分配 CPU时间，让两个任务能够同时顺利进行。
文件系统管理则关乎着我们如何有效地存储和检索数据。
操作系统为我们提供了一个有序的方式来组织和访问文件。
它包括文件的创建、删除、复制、移动等操作，以及对文件权限的控制，以保护文件的安全性和隐私性。
我们日常在电脑上保存的文档、图片、视频等，都依赖于操作系统的文件系统进行管理。
在操作系统中，还有一个重要的概念——设备管理。
计算机连接着各种各样的外部设备，如打印机、键盘、鼠标、扫描仪等。
操作系统需要识别这些设备，并为它们提供驱动程序，使得设备能够正常工作。
当我们插入一个 U 盘时，操作系统会自动检测并安装所需的驱动，让我们能够顺利地读写 U 盘中的数据。
操作系统的用户接口也是非常关键的一部分。
它为用户与计算机的交互提供了途径。
操作系统本科课程设计
操作系统本科课程设计设计目的操作系统是计算机科学与技术专业非常重要的一门课程，通过该课程的学习，学生能够深入了解操作系统的基本原理、结构和设计思想，能够掌握操作系统的常用原理与技术，能够运用操作系统相关知识进行系统级应用开发、系统优化和问题调试等工作。
本科课程设计是该课程的重要组成部分，旨在通过综合性项目提高学生的操作系统编程和设计能力，加深对操作系统理论的理解和应用。
本文将介绍操作系统本科课程设计的具体内容和设计要求。
设计内容操作系统本科课程设计的主要内容是操作系统内存管理和进程管理模块的设计与实现。
学生需要按照教师指导的要求，完成设计文档的编写和实验代码的开发，最终提交论文和成果展示。
内存管理模块内存管理模块是操作系统的重要组成部分，主要功能是分配和回收内存空间，以及管理内存空间的使用情况。
学生需按照以下要求完成内存管理模块的设计与实现：1.基于分页或分段的内存管理算法，设计并实现内存分配与释放的函数。
2.设计并实现内存映射功能，支持进程之间的内存共享。
3.实现进程的内存保护机制，防止进程对其他进程的内存进行破坏。
进程管理模块进程是操作系统中最基本的概念之一，进程管理模块的主要任务是实现进程的创建、撤销、调度等功能。
学生需按照以下要求完成进程管理模块的设计与实现：1.设计进程控制块（PCB）结构体，并实现相应的创建、撤销、调度等函数。
2.设计并实现进程调度算法，例如轮转调度算法、优先级调度算法等。
3.实现进程间通信机制，例如管道、信号等，以支持进程之间的通信与同步。
设计要求操作系统本科课程设计的具体要求如下：1.所有设计文档需采用Markdown语言编写并提交，其中应包括设计思路、算法实现、代码分析等内容。
2.所有实验代码应在Linux环境下编写并通过实验平台的自动化测试。
3.学生需按时完成各阶段的设计要求和实验代码，遵守诚信协议。
4.学生需按照实验要求提交设计文档和实验代码，并参加答辩环节。
操作系统(高起本)
操作系统(高起本)操作系统是计算机系统中的重要组成部分，它负责管理和协调计算机硬件和软件资源，使得计算机能够高效地运行。
本文将对操作系统的基本概念、功能和分类进行介绍，同时探讨操作系统在实际应用中的一些常见问题和解决方法。
一、操作系统的基本概念操作系统是计算机系统的核心软件之一，它负责管理计算机硬件资源并提供用户与计算机之间的接口。
操作系统的基本概念包括以下几个方面。
1.1 内核操作系统的内核是操作系统的核心部分，它负责直接操作硬件并提供系统调用接口供上层应用程序使用。
内核可以划分为微内核和宏内核两种类型，微内核只包含最基本的功能，而宏内核则将更多功能融入到内核中。
1.2 进程和线程进程是指正在运行的程序的实例，它包括了程序代码、数据和执行上下文等信息。
操作系统通过调度算法来分配和管理进程的执行。
线程是进程内的一个执行单元，它可以独立执行和共享进程资源，多线程可以提高系统的并发能力和响应速度。
1.3 内存管理操作系统负责管理计算机的内存资源，包括内存分配和回收、内存保护和虚拟内存管理等。
内存管理的主要任务是将进程所需的内存空间分配给进程，并对内存空间进行保护和合理利用。
1.4 文件系统操作系统通过文件系统来管理和组织存储在计算机硬盘上的文件和目录。
文件系统提供了对文件的读写、删除和修改等操作，并负责文件的存储和管理。
二、操作系统的功能操作系统作为计算机系统的核心软件之一，具有以下几个主要功能。
2.1 进程管理进程管理是操作系统的核心功能之一，它负责管理和调度进程的执行。
操作系统通过进程调度算法来决定哪个进程可以执行，以及分配给进程多长时间的执行时间。
2.2 内存管理内存管理是操作系统的重要功能之一，它负责管理计算机的内存资源，包括内存分配和回收、内存保护和虚拟内存管理等。
2.3 文件系统管理文件系统管理是操作系统的核心功能之一，它负责管理和组织存储在计算机硬盘上的文件和目录。
文件系统提供了对文件的读写、删除和修改等操作，并负责文件的存储和管理。
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磁盘管理
目录管理
1.5.1 传统的操作系统结构 3、分层式结构OS 1)有序分层的基本概念 从物理机器开始，每一层软件都要经 过严格的测试，确信正确无误后，才能在 其上添加新的软件层，每一层都仅使用其 底层所提供的功能和服务。
1.5.1 传统的操作系统结构 2)层次的设置 分层设计时应考虑的几个因素： (1)程序嵌套 例如：作业调度模块调用进程控制模块， 进程控制模块调用内存管理模块，因此， 作业调度模块在最上层，内存管理模块在 最下层。
1.2.5 实时系统
2、实时任务 1)按是否周期性划分 (1)周期性实时任务 (2)非周期性实时任务
1.2.5 实时系统 2) 按截止时间划分 每个实时任务都有一个开始截止时间和 一个完成截止时间。 （1）硬实时任务 严格按截止时间要求的实时任务。 （2）软实时任务 对截止时间并不严格的实时任务。 。
1.5.1 传统的操作系统结构 (2)运行效率 将运行频繁的模块放在接近硬件的最底 层，获得最高的运行速度，提高运行效率。 (3)公用模块 多种资源管理程序调用的公用模块，放 在最底层。 (4)用户接口 面向用户，设置在最高层。
1.5.2客户/服务器模式 1、客户/服务器模式的组成 由客户机，服务器，网络系统组成。 2、客户/服务器之间的交互 （1）客户发送请求消息 （2）服务器接收消息 （3）服务器回送消息 （4）客户机接收消息
1.5.4微内核OS结构 4、微内核操作系统存在的问题 客户请求服务，至少要进行4次上下文 切换，当服务器还需要其它服务器的帮助 时，将产生8次上下文切换，切换过多使微 内核操作系统的运行效率有所降低。
1.5.2客户/服务器模式 3、客户/服务器模式的优点 (1)数据的分布处理和存储 (2)便于集中管理 (3)灵活性和可扩充性 (4)易于改变应用软件
1.5.3面向对象的程序设计 1、面向对象技术的基本概念 1)对象-利用被封装的数据结构和一组对它 进行操作的过程来表示。 2)对象类-定义了一组变量和针对这组变量 的一组方法，用来描述一组对象的共同 属性和行为。 3)继承-根据已有类来定义一个新的类，新 类被称为子类，原来的类称为父类，子 类自动继承父类中定义的变量和方法。
1.3 操作系统的基本特性 1.3.1并发性 并行性：指两个或多个事件在同一时刻发 生。 并发性：指两个或多个事件在同一个时间 间隔内发生。 在操作系统中引入了进程和线程的概 念，多个进程和线程并发运行。
1.3.2 共享性 1、互斥共享方式 在一段时间内只能由一个进程访问的共 享资源。例如:打印机。 2、同时访问方式 在一段时间内多个进程可同时访问的共 享资源。例如：磁盘。
1.3.3 虚拟技术 1、时分复用技术 即分时使用方式，例如：多个进程分时 使用一台处理机；将一台I/O设备虚拟为多 台逻辑I/O设备，使多个进程分时使用一台 设备。
1.3.3 虚拟技术 2、空分复用技术 将一台硬盘虚拟为多台虚拟硬盘；将内 存分为若干分区，多个程序共享这些分区。
1.3.4 异步性 多个进程的并发运行，使各进程以不 可预知的速度向前推进。
1.2.4 分时系统 3、分时系统的特征 （1）多路性 一台主机联接多台终端。 （2）独立性 每个用户占一个终端，相互独立。 （3）及时性 每个终端用户的请求都能得到及时响 应。
1.2.4 分时系统 （4）交互性 每个终端用户都能与主机交互。
1.2.5 实时系统 1、应用需求 为满足控制和信息处理及时性的需要 而引入了实时系统。 (1)实时控制 实时采集现场数据，进行及时处理、并 自动控制相应的执行机构。 (2)实时信息处理 飞机订票系统、情报检索系统等。
1.4.5 操作系统与用户之间的接口 1、用户接口 (1)联机用户接口: 由一组键盘操作命令和 命令解释程序组成。 (2)脱机用户接口 由一组作业控制语言组成。 (3)图形用户接口 2、程序接口 由一组系统调用组成。
1.5 OS结构设计 软件开发技术的不断发展，促进了OS 结构的更新换代，大体分为：无结构操作 系统(第一代)、模块化结构的操作系统(第 二代)、分层式结构的操作系统(第三代)统 称为传统结构的操作系统，微内核结构的 操作系统称为现代结构的操作系统。
1.1.3 推动操作系统发展的主要动力 1、不断提高计算机资源利用率。 CPU与输入输出设备并行工作。 2、方便用户（使用界面的发展） 3、器件的不断更新换代。 微机从8位至32位甚至64位不断更新。 4、计算机体统结构的不断发展。 产生了多处理机OS、网络OS、分布 OS。
1.2 操作系统的发展过程 1.2.1 无操作系统的计算机系统 1、人工操作方式 一台计算机的所有资源只能由一个用 户独占，CPU等待人工操作。 2、脱机输入输出方式 输入程序到磁盘和输出运行结果的工 作由外围机完成。
1.5.3面向对象的程序设计 2、面向对象技术的优点 (1)通过“重用”提高产品质量和生产率 (2)使系统具有更好的易修改性和易扩展性 (3)更易于保证系统的“正确性”和“可靠 性”
1.5.4微内核OS结构 1、微内核操作系统的基本概念 OS划分为两部分，一部分是用于提 供各种服务的一组服务器(进程)，另一部 分是内核，用于处理客户与服务器之间的 通信，内核接收客户的请求，再将该请求 送至相应的服务器，接收服务器的应答， 并将应答回送给请求客户。
用户程序 监督程序 I/O操作
I/O请求 启动I/O
I/O请求 I/O完成
程序A
程序B 程序C 程序D
执行 执行
I/O操作 I/O操作 执行
执行
I/O操作
执行
I/O操作
调度程序
1.2.3 多道批处理系统 引入多道程序设计的好处： （1）提高CPU的利用率。 CPU与外设并行工作。 （2）可提高内存和I/O设备利用率。 内存存放多个程序，多个程序共享 设备。 （3）增加系统吞吐量 在单位时间内运行更多的作业。
第一章 操作系统引论 1.1 操作系统的目标和作用
1.1.1 操作系统的目标 1、有效性 改善系统资源的利用率。 2、方便性 使计算机系统更容易使用。 3、可扩充性 便于功能模块的增、删、修改。 4、开放性 便于移植和网络集成。
1.1.2 操作系统的作用 1、OS是用户与计算机系统的接口 使用计算机的两种方式： （1）命令方式 （2）系统调用方式 （3）图形
1.1.2 操作系统的作用
用户命令 命令解释程序 命令处理程序 程序
系统调用
计算机硬件
1.1.2 操作系统的作用 2、OS是计算机系统资源的管理者 计算机系统的四大资源： CPU、内存、外部设备、文件。 OS中有处理机管理、存储器管理、设备管 理、文件管理功能。 3、OS实现了对计算机资源的抽象 OS是覆盖在裸机上的一层管理软件， 它扩充了计算机的功能。
1.2.5 实时系统 3、实时系统与分时系统比较 (1)多路性：分时和实时都具有。 (2)独立性：分时和实时都具有。 (3)及时性：实时比分时响应更及时。 (4)交互性：分时比实时交互性更好。 (5)可靠性：实时比分时可靠性要求更高。
1.2.6微机操作系统的发展 1、单用户单任务操作系统 CP/M,MS_DOS 2、单用户多任务操作系统 Windows3.0,Windows3.1,Windows3.2 Windows95, Windows98,Windows2000 Windows2003,Windows XP,Windows NT, 3、多用户多任务操作系统 UNIX ,Linux
客户 客户 进程 终端 进程 进程 服务器 服务器 …
请求
文件 存储器 服务器 服务器
回答
核心
1.5.4 微内核OS结构 2、微内核的基本功能 (1)进程(线程)管理 (2)低级存储器管理 (3)中断和陷入处理
1.5.4 微内核OS结构 3、微内核操作系统的优点 (1)提高了系统的可扩展性 (2)增强了系统的可靠性 (3)可移植性 (4)提供了对分布式系统的支持 (5)融入了面向对象技术。
1.2.2 单道批处理系统 2、单道批处理系统特征 （1）自动性 作业的自动切换。 （2）顺序性 磁带上的作业按存放顺序依次进入内 存运行。 （3）单道性 每次只调入一个作业运行。
1.2.3 多道批处理系统 1、多道程序设计的基本概念 用户提交的所有作业在外存形成一后 备队列，作业调度程序从后备队列中选择 若干作业调入内存，使它们共享CPU和系 统中的各种资源，以达到提高系统资源利 用率和系统呑吐量的目的。
1.2.1 无操作系统时的计算机系统
输入设备
外围机
磁盘
磁盘
主机
磁盘
磁盘
外围机
输出设备
1.2.1 无操作系统时的计算机系统 脱机输入输出的主要优点： （1）减少了CPU等待输入输出的空闲时间。 （2）提高了输入输出的速度。
1.2.2 单道批处理系统 1、单道批处理系统的处理过程 一批作业以脱机方式输入到磁带上， 在监督程序的控制下这批作业能一个接一 个地连续处理而不需要人工干预。
1.2.3 多道批处理系统 操作系统定义： 操作系统是一组控制和管理计算机硬 件和软件资源、合理地对各类作业进行调 度，以及方便用户的程序的集合。
1.2.4 分时系统 1、分时系统的产生 由于用户在人机交互、共享主机、便 于上机方面的需要产生了分时系统。 2、分时系统实现中的关键问题 (1)、及时接收：及时接收多个终端的命令。 (2)、及时处理：所有终端用户的作业直接 进入内存，并在不长的时间内每个作业都 能运行一次。
1.2.3 多道批处理系统 多道批处理系统特征 （1）多道性 （2）无序性 （3）调度性 作业调度和进程调度两级调度。
1.2.3 多道批处理系统 2、多道批处理系统的优缺点 优点： 资源利用率高 系统吞吐量大 缺点： 平均周转时间长 无交互能力
1.2.3 多道批处理系统 3、多道批处理系统需要解决的问题 (1)处理机管理问题 (2)内存管理问题 (3)设备管理问题 (4)文件管理问题 (5)作业管理问题