操作系统讲义
ros操作系统讲义 概述及解释说明
ros操作系统讲义概述及解释说明1. 引言1.1 概述在现代机器人研究和应用中，ROS（Robot Operating System）操作系统已成为一个重要的工具和平台。
ROS不仅是一个操作系统，更是一个灵活且强大的开源软件框架，它为机器人开发者提供了一套完整的工具集合和库，使得机器人的开发、测试和部署变得更加简单高效。
本篇文章将对ROS操作系统进行全面讲解和解释说明。
从背景与发展、系统架构与组成部分、常用工具与功能介绍等多个方面详细介绍ROS的基本概念、原理以及如何应用于机器人领域。
通过阅读本文，读者将能够深入了解ROS操作系统并掌握其使用方法。
1.2 文章结构本文按照以下结构进行组织：- 引言：对ROS操作系统进行概述并说明文章目的。
- ROS操作系统的背景和发展：回顾ROS起源和发展历程，并介绍其定位与特点以及在机器人领域的应用情况。
- ROS系统架构与组成部分：详细介绍ROS节点、话题发布与订阅机制以及服务调用与响应过程等核心概念。
- ROS常用工具与功能介绍：介绍常用的命令和工具，包括roscore命令、roslaunch命令和rqt图形化界面工具等，以及它们的使用方法和扩展方式。
- 结论：总结ROS操作系统的优势与应用价值，并展望其未来的发展方向和挑战。
1.3 目的本文旨在全面介绍ROS操作系统，并帮助读者理解其基本原理和核心概念。
通过阅读本文，读者将能够掌握ROS操作系统的使用方法，深入了解其在机器人领域的应用，同时了解ROS的优势、局限性以及未来发展方向。
无论是初学者还是有一定经验的开发者都能从本文中获得有关ROS操作系统的重要知识和实际应用指导。
2. ROS操作系统的背景和发展：2.1 ROS的起源和发展历程ROS（Robot Operating System）是一个开源的机器人软件平台，最初由加州大学旧金山分校（UCSF）于2007年启动，并于2009年正式发布。
ROS 最早是为了解决NASA斯坦福移动机器人挑战赛中遇到的问题而创建的。
北京交通大学操作系统讲义
现代操作系统
陈向群等译
机械工业出版社
7/15/2021
北京交通大学操作系统
教材内容删减说明
第三章 处理机调度与死锁
➢ 3.3 实时调度 ➢ 3.4 多处理机系统中的调度
第五章 设备管理
➢ 5.6 磁盘存储器管理
第八章 网络操作系统 第九章 系统安全性
7/15/2021
北京交通大学操作系统
课程主要内容及教学安排
保护模式内存管理
➢ 内存寻址（分段寻址技术；逻辑地址14+32） ➢ 地址变换（分段[段选择符→段描述符] + 分页） ➢ 内存保护（全局/局部描述符表、特权级）
中断和异常处理
➢ 中断向量与中断描述符表、中断源与异常源
任务管理（任务状态段） 任务切换与过程调用不同！
7/15/2021
北京交通大学操作系统
1.1 什么是操作系统
1.1.1 操作系统的地位和目标 1.1.2 操作系统的作用 1.1.3 操作系统的组成及层次模型 1.1.4 操作系统的定义 1.1.5 操作系统举例
7/15/2021
北京交通大学操作系统
操作系统的作用(1) 用户与计算机硬件系统之间的接口
命令方式（操作系统外壳）
➢ 面向一般用户 ➢ 命令行/菜单式/命令脚本式/图形用户接口
操作系统其它硬件基础举例说明
内存地址空间布局、基本输入输出系统BIOS CMOS存储器与实时时钟RT I/O端口寻址和访问控制方式
➢ 主要使用独立编址方式，部分使用统一编址方式
中断控制器Intel 8259A、定时计数器Intel 8254 DMA控制器Intel 8237A、键盘控制器Intel 8042 串行控制卡RS-232标准 显示卡MDA/CGA/EGA/VGA 软盘控制器和硬盘控制器
《操作系统原理》授课教案-《操作系统原理》
《操作系统原理》授课教案-《操作系统原理》操作系统原理授课教案 - 操作系统原理一、教学目标本课程的教学目标主要包括以下几个方面：1. 了解和掌握操作系统的基本概念和原理；2. 熟悉操作系统的常见功能和特性；3. 掌握操作系统的设计和实现方法；4. 培养学生对操作系统的分析和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容将涵盖以下几个模块：1. 操作系统概述- 操作系统的定义和作用- 操作系统的发展历程- 操作系统的分类和特点2. 进程管理- 进程和线程的概念- 进程调度算法和实现- 进程同步和互斥3. 存储管理- 内存管理的基本原理- 内存分配和回收算法- 虚拟内存的实现和管理4. 文件系统- 文件系统的组成和结构- 文件的存储和访问方式- 文件系统的管理和维护5. 设备管理- 设备管理的基本原理- 设备驱动程序的设计和实现- 设备的分配和调度三、教学方法本课程将采用以下教学方法：1. 理论授课：介绍操作系统的基本概念和原理，并通过案例分析进行实际应用的讲解。
2. 实践操作：通过实际操作和编程练，加深学生对操作系统的理解和掌握。
3. 分组讨论：组织学生进行小组讨论，共同分析和解决操作系统相关的问题。
四、教学评估本课程的评估方式将包括以下几个方面：1. 课堂表现：考察学生对操作系统知识的掌握情况和参与讨论的主动性。
2. 实验报告：评估学生在实践操作和编程练中的实际能力和成果。
3. 期末考试：综合考察学生对操作系统的理论知识和应用能力。
五、教学资源本课程的教学资源包括以下几个方面：1. 教材：选用经典的操作系统教材作为参考书。
2. 讲义：提供详细的课堂讲义，帮助学生更好地理解和研究。
3. 实验环境：提供适合操作系统实验的计算机环境和工具。
六、教学进度安排本课程的教学进度安排如下：七、参考资料1. 牛津大学计算机科学系，操作系统原理教学课程手册。
2. 郁才根，操作系统简明教程，清华大学出版社，2018。
操作系统、数据库、中间件 讲义
操作系统、数据库、中间件第一章操作系统介绍1.1操作系统的定义操作系统(Operating System—缩写为OS)是一种系统软件。
它管理计算机系统的全部软硬件资源和对程序的执行进行控制，还能使用户方便使用硬件提供的计算机功能，也使硬件的功能发挥得更好。
操作系统的基本特征：1）并发性：多任务、多进程、多线程。
2）共享性：互斥访问、同时访问。
3）虚拟性：把一个物理上的对象变成多个逻辑意义的对象。
操作系统理论研究者有时把操作系统分成四大部分：驱动程序：最底层的、直接控制和监视各类硬件的部分，它们的职责是隐藏硬件的具体细节，并向其他部分提供一个抽象的、通用的接口。
内核：操作系统内核部分，通常运行在最高特权级，负责提供基础性、结构性的功能。
接口库：是一系列特殊的程序库，它们职责在于把系统所提供的基本服务包装成应用程序所能够使用的编程接口（API），是最靠近应用程序的部分。
例如，GNU C 运行期库就属于此类，它把各种操作系统的内部编程接口包装成ANSI C和POSIX 编程接口的形式。
外围：是指操作系统中除以上三类以外的所有其他部分，通常是用于提供特定高级服务的部件。
例如，在微内核结构中，大部分系统服务，以及UNIX/Linux中各种守护进程都通常被划归此列。
总结：操作系统是靠近硬件的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。
1.2操作系统的发展历程和分类其发展历程如下：操作系统分类根据不同的分类方法具有不同的操作系统分类。
1、应用领域可分为桌面操作系统、服务器操作系统、嵌入式操作系统；2、所支持用户数可分为单用户操作系统(如MSDOS、OS/2、Windows)、多用户操作系统(如UNIX、Linux、Windows Server)；3、源码开放程度可分为开源操作系统(如Linux、FreeBSD)和闭源操作系统(如Mac OS X、Windows)；4、存储器寻址宽度、架构可以将操作系统分为8位、16位、32位、64位、128位的操作系统。
操作系统讲义
操作系统第一章操作系统概述1.1 操作系统的目标和作用1.1.1操作系统的目标目标：1. 便利性。
不需要人人都是程序员2. 有效性。
工作协调高效3. 可扩充性。
各自独立进展4. 开放性。
移植和互操作1.1.2 操作系统的作用1. OS 作为用户与计算机硬件系统之间的接口OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来用法计算机系统。
（从用户角度来看，来操纵计算机。
）(1) 指令输入。
形式又分为以下几种：指令行（Command Line Input ）：由OS供应的一组联机指令（语言），用户可通过键盘输入有关指令，来挺直操纵计算机系统。
图形用户界面（GUI ）：用户通过显示设备上的窗口和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。
自然输入方式（NUI ）：用户通过语音识别输入来操纵计算机系统和运行自己的程序。
(2) 系统调用方式（System Call ）。
OS供应了一组系统调用，用户可在自己的应用程序中通过相应的用法编程调用API1.1.3推动操作系统进展的主要动力1.不断提高计算机资源利用率2. 便利用户3. 器件的不断更新换代4. 计算机体系结构的不断进展用户的需求是推动OS进展的根本动力2. OS 作为计算机系统资源的管理者在一个计算机系统中通常都含有各种各样的硬件和软件资源。
需要空间和时间来用法这些资源，OS合理调配和用法。
（这是从管理者的角度来看）3. OS用作扩展机、虚拟机隐蔽了计算机具体详情，为用户呈现的是一台虚拟机，功能上扩展了几个功能部件的组合。
（这是从进展的角度来看）Government1.2 操作系统的进展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1. 人工操作方式从第一台计算机ENIAC 诞生(1945 年2月)到50年月中期的计算机，属于第一代。
这种人工操作方式有以下两方面的缺点：(1) 用户独占全机。
(2) CPU 等待人工操作。
2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O) 方式这种脱机I/O方式的主要优点如下：(1)削减了CPU的空闲时间。
计算机操作系统-汤小丹第4版复习讲义教程第2章进程
对于进程的定义，从不同的角度可以有不同的定义，其 中较典型的定义有：
(1) 进程是程序的一次执行。 (2) 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所 发生的活动。 (3) 进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行 的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
进程与程序的主要区别
1）程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含 义，它是一个静态的概念。而进程是程序在处理机上 的一次执行过程，它是一个动态概念。
图2-6 进程的五种基本状态及转换
2.2.3 挂起操作和进程状态的转换 1. 挂起操作的引入：使正在执行的进程暂停执行； 引入挂起操作的原因，是基于系统和用户的如下需要： (1) 终端用户的需要。 (2) 父进程请求。 (3) 负荷调节的需要。 (4) 操作系统的需要。
与挂起原语Suspend相应的是激活原语Active
如图2-9所示，OS管理的这些数据结构一般分为以下四 类：内存表、设备表、文件表和用于进程管理的进程表，通 常进程表又被称为进程控制块PCB。
图2-9 操作系统控制表的一般结构
2. 进程控制块PCB的作用 (1) 作为独立运行基本单位的标志。 (2) 能实现间断性运行方式。 (3) 提供进程管理所需要的信息。 (4) 提供进程调度所需要的信息。 (5) 实现与其它进程的同步与通信。
图2-5 进程的三种基本状态及其转换
3. 创建状态和终止状态 1) 创建状态 如前所述，进程是由创建而产生。创建一个进程是个很 复杂的过程，一般要通过多个步骤才能完成：如首先由进程 申请一个空白PCB，并向PCB中填写用于控制和管理进程的 信息；然后为该进程分配运行时所必须的资源；最后，把该 进程转入就绪状态并插入就绪队列之中。但如果进程所需的 资源尚不能得到满足，比如系统尚无足够的内存使进程无法 装入其中，此时创建工作尚未完成，进程不能被调度运行， 于是把此时进程所处的状态称为创建状态。
清华大学操作系统课件_向勇老师的讲义90页PPT
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！Leabharlann 90清华大学操作系统课件_向勇老师的讲 义
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
▪
R3系统基本操作培训讲义-CO部分
定单组
相关的多个内部定单的集合
32
R/3系统基本操作培训讲义－CO部分
内部订单组
工程项目
在建工程 职工宿舍工程 办公楼扩建 ……
产品研发 新品研发 产品改善 ……
33
定单组 内部定单
R/3系统基本操作培训讲义－CO部分
信息系统
实际/计划比较表
提供各期间实际 / 计划数据的比较分析
22
R/3系统基本操作培训讲义－CO部分
分配举例：跟踪因子的用法
发送者 A 要分配 $100,000 给三个接收者，各接收者的 跟踪因子如下：
B: 50 portions C: 50 portions D: 100 portions Total: 200 portions
分配结果如下:
接收者 B: 100000/200 X 50 = $25000 接收者 C: 100000/200 X 50 = $25000 接收者 D: 100000/200 X 100 = $50000
26
R/3系统基本操作培训讲义－CO部分
分配循环的创建要点：
指定分摊成本要素；(与分配不同） 指定发送和接收规则； 指定发送方和接收方； 指定发出方的成本要素； 指定接收方的跟踪因子； 指定接收方的权重因子；
27
R/3系统基本操作培训讲义－CO部分
分摊举例：
25人
成本中心 11200 人力资源部雇员USA
实际过帐
FI 费用过帐
通过FI凭证直接过帐到内部定单
CO费用重过帐
通过CO凭证将定单费用重新 过帐到其他定单/成本中心。
36
R/3系统基本操作培训讲义－CO部分
操作系统原理讲义翟高寿
操作系统原理讲义翟高寿什么是操作系统？定义操作系统是一种控制和管理计算机硬件与软件资源，为用户和其他应用程序提供服务的系统软件。
功能1.进程管理：负责管理计算机中的进程，包括进程的创建、调度、中断等。
2.内存管理：管理计算机的内存空间，包括内存的分配、回收等。
3.文件系统：管理计算机的文件，包括文件的读写、存储等。
4.输入输出管理：管理计算机的输入输出设备，包括键盘、鼠标、打印机等。
5.资源分配与保护：管理计算机的资源，包括处理器、内存、设备等的分配与保护。
操作系统发展历程手动操作阶段1.无操作系统阶段：人工操作计算机，繁琐且易出错。
2.脱机操作系统阶段：离线输入，程序批量提交，减少了人工操作。
3.联机操作系统阶段：人机交互，用户可以直接与计算机进行交互。
批处理系统阶段1.单道批处理系统：一次只能处理一个作业，作业按顺序执行。
2.多道批处理系统：一次可以处理多个作业，提高了吞吐量。
分时操作系统阶段1.分时系统：多个用户同时使用计算机，实现了交互式操作。
2.交互式系统：用户与计算机进行实时交互。
实时操作系统阶段1.硬实时操作系统：保证任务在规定时间内完成。
2.软实时操作系统：尽力保证任务按时完成，但不能保证绝对实时性。
操作系统的基本原理进程管理1.进程的创建：–父进程创建子进程，通过调用系统调用fork()实现。
–子进程可以继承父进程的资源，也可以通过系统调用exec()加载新的程序。
2.进程的调度：–长期调度：决定将哪些进程调入内存执行，控制系统资源的利用。
–短期调度：决定哪个进程获得CPU的使用权，实现进程的并发执行。
–中期调度：在进程间切换时将进程暂存到辅存中，从而释放内存资源。
3.进程的中断处理：–进程可能因为各种原因导致中断，操作系统需要对中断进行处理，如保存现场、切换到中断处理程序等。
内存管理1.内存的分配：–连续分配：将内存划分为固定大小的分区，分配给进程。
–非连续分配：将内存划分为多个不连续的分区，提高了内存的利用率。
计算机操作系统-汤小丹第4版复习讲义教程第6章文件管理
6.2.3 索引文件
对于定长记录文件，如果要查找第i个记录，可直接根据下式 计算来获得第i个记录相对于第一个记录首址的地址：
Ai = i × L 然而，对于可变长度记录的文件，要查找其第i个记录时，须 首先计算出该记录的首地址。为此，须顺序地查找每个记录 ，从中获得相应记录的长度Li，然后才能按下式计算出 第i个记录的首址。假定在每个记录前用一个字节指明该记录 的长度，则
3. 文件 文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元 素的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。
6.1.2 文件名和类型 1. 文件名和扩展名 (1) 文件名。 (2) 扩展名。
2. 文件类型 1) 按用途分类 根据文件的性质和用途的不同，可将文件分为三类： (1) 系统文件，这是指由系统软件构成的文件。大多数 的系统文件只允许用户调用，但不允许用户去读，更不允许 修改；有的系统文件不直接对用户开放。 (2) 用户文件，指由用户的源代码、目标文件、可执行 文件或数据等所构成的文件。用户将这些文件委托给系统保 管。 (3) 库文件，这是由标准子例程及常用的例程等所构成 的文件。这类文件允许用户调用，但不允许修改。
1. 对象及其属性 文件管理系统管理的对象如下： (1) 文件。 (2) 目录。 (3) 磁盘(磁带)存储空间。
2. 对对象操纵和管理的软件集合 该层是文件管理系统的核心部分。文件系统的功能大多 是在这一层实现的，其中包括有：① 对文件存储空间的管理； ② 对文件目录的管理；③ 用于将文件的逻辑地址转换为物 理地址的机制；④ 对文件读和写的管理；⑤ 对文件的共享 与保护等功能。在实现这些功能时，OS通常都采取了层次组 织结构，即在每一层中都包含了一定的功能，处于某个层次 的软件，只能调用同层或更低层次中的功能模块。
计算机操作系统实验讲义
《计算机操作系统》实验指导书曲阜师范大学计算机学院内容简介操作系统是计算机教学中最重要的环节之一，也是计算机专业学生的一门重要的专业课程。
操作系统质量的好坏，直接影响整个计算机系统的性能和用户对计算机的使用。
一个精心设计的操作系统能极大地扩充计算机系统的功能，充分发挥系统中各种设备的使用效率，提高系统工作的可靠性。
由于操作系统涉及计算机系统中各种软硬件资源的管理，内容比较繁琐，具有很强的实践性。
要学好这门课程，必须把理论与实践紧密结合，才能取得较好的学习效果。
培养计算机专业的学生的系统程序设计能力，是操作系统课程的一个非常重要的环节。
通过操作系统上机实验，可以培养学生程序设计的方法和技巧，提高学生编制清晰、合理、可读性好的系统程序的能力，加深对操作系统课程的理解。
使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能,具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。
本书通过操作系统编程接口，提供一些编程指导，以此加深学生对操作系统工作原理的领会和对操作系统实现方法的理解，并且使学生在操作系统层面的程序设计得到基本的训练。
本书提供了操作系统的安装与使用、生产者和消费者的问题、银行家调度算法、操作系统内存结构、简单文件系统的实现以及操作系统构成实验等6个实验。
本书的使用对象是曲阜师范大学计算机科学与技术专业（本科）的学生，也可作为普通高等院校操作系统实验教学的指导书。
实验一操作系统的安装与使用1．实验目的（1）巩固课程中讲授的WINDOWS 2000的使用知识，提高学生的WINDOWS 2000、WINDOWS XP或WINDOWS SEVER 2003等操作系统的实战演练水平。
（2）熟悉Windows 2000等操作系统系统的定制安装过程，明确各安装部件的作用。
要求学生掌握图形用户接口元素和图形用户接口元素的基本操作；熟悉控制面板中各组件的作用及设置；能够了解Windows系统对各种软件资源和硬件资源管理的策略。
操作系统实验讲义---刘波
操作系统授课教师：刘波巢湖学院计算机与信息工程学院2013-11-01实验一进程管理【实验目的】1）加深对进程概念及进程管理各部分内容的理解。
2）熟悉进程管理中主要数据结构的设计和进程调度算法、进程控制机构、同步机构、通讯机构的实施。
【实验要求】调试并运行一个允许n 个进程并发运行的进程管理模拟系统。
了解该系统的进程控制、同步及通讯机构，每个进程如何用一个PCB 表示，以及其内容的设置，各进程间的同步关系等；系统在运行过程中显示各进程的状态和有关参数变化情况的意义。
【实验环境】操作系统：Windows XP编译器： VC6.0【实验重点及难点】重点：理解进程的概念，进程管理中主要数据结构的设计和进程调度算法、进程控制机构、同步机构、通讯机构的实施。
难点：实验程序的问题描述、实现算法、数据结构。
【实验内容】一．阅读实验程序程序代码见【实验例程】。
二．编译实验例程用VC6.0编译实验例程。
三．运行程序并对照实验源程序阅读理解实验输出结果的意义。
【实验例程】#include <stdio.h>#define TRUE 1#define FALSE 0#define MAXPRI 100#define NIL -1//进程控制块struct {int id; //进程号char status; //进程状态，'e'-执行态'r'-高就绪态't'-低就绪态'w'-等待态'c'-完成态int nextwr; //等待链指针，指示在同一信号量上等待的下一个等待进程的进程号。
int priority; //进程优先数，值越小，优先级越高。
int c;//进程中断次数}pcb[3];//共3个进程//s1、s2为三个进程共享的变量；seed为随机值；registeri模拟寄存器值,存放计算的重复次数。
int registeri,s1,s2,seed,exe=NIL;//exe为当前运行（占有cpu）的进程号//2个信号量sem[0]、sem[1],分别与共享变量s1、s2相联系。
第三讲操作系统运行机制讲义
College of Technology and Engineering /
2.1 中断和陷入
中断的分级
中断信号的存储 —— “中断寄存器”
中断寄存器:寄存中断事件的全部触发器。
中断位:每个触发器称为一个中断位，当发生 某个中断事件时相应位被置1，否则为0。 中断序号:给中断的一个顺序编号. 1 0 0 1 1 2
操作系统内的中断处理程序。这一过程称为中断响
应。
College of Technology and Engineering / 共28页 第15页
2.2 中断/陷入响应和处理
中断/陷入响应
陷入响应： 陷入是在执行指令的时候，由指令本身的原因发 生的，因此当指令的实现逻辑发现发生了异常则转 入操作系统内的异常处理程序。
地返回到中断点，系统必须保存当前处理机的PSW和
PC等的值。
① 分析原因,转中断/陷入处理程序（根据中断向量）。
在多个中断请求同时发生时，先处理优先级最高的中断 源发出的中断请求。
③ 恢复现场。恢复被中断程序的现场，CPU继续执行原来
被中断的程序。
College of Technology and Engineering / 共28页 第15页
高级中断处理 中级中断处理
低 级 中 断 处 理 中 级 中 断 处 理
低级中断处理
高 级 中 断 处 理
多级中断同时产生的CPU轨迹
College of Technology and Engineering /
高级中断打断低级中断的CPU轨迹
共28页 第15页
College of Technology and Engineering / 共28页第15页
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机的工作特点
运算速度：5000次/每秒, 18000个真空管,
占地182平方米，重量130吨，功耗140kW 程序员提前预约一段时间,然后到机房运行程序，期盼着在接下 来的时间中几万个真空管不会烧断从而可以计算完自己的题目
50年代早期出现了穿孔卡片 程序写在卡片上然后读入计算机
主要矛盾
1. Hardware 硬件 – provides basic computing resources 2.
(CPU, memory, I/O devices). 提供基本的运算资源 Operating system 操作系统 – controls and coordinates the use of the hardware among the various application programs for the various users. 在各种应用程序和用户之间控制与协调对硬件的使用 Applications programs 应用程序– define the ways in which the system resources are used to solve the computing problems of the users (compilers, database systems, video games, business programs). 定义解决用户问题的资源使用方式（编译器、数据库、视频 游戏、事务程序等） Users (people, machines, other computers) 用户（人、机、其他计算机）.
操作系统举例
MS OS: MS DOS, MS Windows 3.x, Windows 95, Windows NT, Windows 2000,Windows XP UNIX: BSD, SRV4, OSF1, SCO UNIX, AIX, Solaris, Linux
Computer System Components
制系统工作流程，方便用户使用计算机的系统软件
A short historical review of operating system
Operating systems have developed over the past 40 years. Operating systems and computer architecture have had a great deal of influence on each other.
操作系统课程的特点：
实践性强（从实践总结出原理）
涉及面广:涉及到计算机科学的很多领域(计 算机体系结构/硬件 软件设计 程序设计语 言 数据结构 算法 网络)
为什么学习操作系统?
• 设计操作系统或者修改现有的系统 • 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
What is an Operating System?
A program that acts as an intermediary between a user of a computer and the computer hardware. 在计算机用户和计算机硬件之间起媒介作用的一种程序。 Operating system goals: 操作系统目标 Make the computer system convenient to use. 使计算机系统更易使用。 Use the computer hardware in an efficient manner. 以一种效率的方式使用硬件。
计算机处理能力的提高，手工操作的低效率 （造成浪费）； 用户独占全机的所有资源； 专门的操作员，批处理
提高效率的途径
Simple Batch Systems 简单批处理系统
• 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n 引论
What is an operating system? Simple Batch Systems 简单批处理系统 Multiprogramming Batched Systems 多道程序批处理系统 Time-Sharing Systems分时系统 Personal-Computer Systems 个人计算机系统 Parallel Systems并行系统 Real -Time Systems实时系统 Distributed Systems分布式系统
3.
4.
Abstract View of System Components 系统部件的抽象视图
Operating System Definitions 操作系统定义
Resource allocator 资源分配者 – manages and allocates resources.管理和分配资源 Control program 控制程序– controls the execution of user programs and operations of I/O devices .控制用户程序的运行和I/O设备的操作 Kernel 内核– the one program running at all times (all else being application programs). 常 驻内存运行的一个程序（所有其它的是应用程序） 定义：操作系统是一种管理计算机系统资源、控
操作系统的史前文明--手工操作
1946 ~ 50年代（电子管），集中计算（计算中心）， 计算机资源昂贵；
工作方式
用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业 人员； 编程语言：为机器语言； 输入输出：穿孔纸带或卡片； 用户独占全机：不出现资源被其他用户占用，资源利用率 低； CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成 后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低；