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课程介绍

本课程的教学组织为六个部分：计算机操作系统概述、处理器办理、存储办理、设备办理、文件办理、并发程序设计。学习者能够认知操作系统的基本概念与实现原理，并深入理解操作系统的设计方法与实现技术。

操作系统是计算机系统中最重要的系统软件。操作系统是一个大型复杂的并发系统，并发性、共享性和随机性是它的重要特征，并发机制支持多道程序设计，共享机制控制诸进程正确使用硬软件资源。其中，并发性和共享性又是两个最基本的特征，并发和共享虽能改善资源利用率和提高系统效率，但却引发了一系列问题，随机性使操作系统的实现更加复杂化，因而，设计操作系统时引进许多概念和设施来妥善解决这些问题。

多道程序设计技术是将多个作业放入主存并使它们同时处于执行状态，从宏不雅观上看作业均开始运行但未运行结束，从微不雅观上看多个作业轮流占有CPU交替执行，采用多道程序设计技术能改善CPU的利用率，提高主存和设备的使用效率和充分发挥系统的并行性。早期，操作系统沿着三条主线发展：多道批处理系统、分时交互系统和实时处理系统。多道批处理系统着眼于让CPU和外部设备同时保持忙碌，提高作业的吞吐率和系统的效率。其关键机制是：在响应一个作业的处理结束信号时，CPU将在主存中驻留的不同作业间切换；分时交互系统的设计目标是为用户提供便利的程序开发、调试环境和快速响应交互式用户的命令请求，但又要支持多用户同时工作，以降低系统的成本。其关键机制是：采用时间片轮转法，让CPU在多个交互式用户间多路复用；实时处理系统与分时系统比拟常局限于一个或几个应用，例如，数据库的查询和修改应用或生产过程控制实时应用，但同样有响应时间的要求，甚至某些实时应用有更加严格的时间限制。其关键机制是：事件或队列驱动机制，当系统接受来自外部的事件后，快速分析这些事件，驱动实时任务在规定的响应时间完成相应处理和控制。上述各类操作系统都要妥善解决各种资源的办理和调度问题，使得操作系统功能变得愈加丰富和完整。本章将讲述：计算机系统概览、计算机硬件系统、计算机软件系统、计算机操作技术的发展、计算机操作系统、资源办理的角度、程序控制的角度、操作系统控制计算机的角度、人机交互的角度、程序接口的角度、系统结构的角度。