清華大學(xué)電子工程系馬洪兵62773434hbma@tsinghua.edu.cn

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1、清華大學(xué)電子工程系馬洪兵62773434hbma@tsinghua.edu.cnWindows操作系統(tǒng)原理與應(yīng)用1操作系統(tǒng)課程的定位操作系統(tǒng)是一門(mén)涉及較多硬件知識(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件課程，在計(jì)算機(jī)軟、硬件課程的設(shè)置上，起著承上啟下的作用。本課程的目的與任務(wù)是使學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，理解操作系統(tǒng)的基本原理、組成、基本概念和主要功能。教學(xué)目標(biāo)2教學(xué)模式目前國(guó)內(nèi)外操作系統(tǒng)課程的教學(xué)主要有兩種模式：1.側(cè)重理論與原理的講述，不局限于具體具體實(shí)例2.結(jié)合具體實(shí)例，講述操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)教學(xué)目標(biāo)3《Windows

2、操作系統(tǒng)原理與應(yīng)用》課的教學(xué)任務(wù)對(duì)電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)，操作系統(tǒng)教學(xué)要兼顧原理和應(yīng)用，一方面要讓學(xué)生掌握操作系統(tǒng)的基本功能和一般性原理，另一方面要了解一般性原理在具體操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)方法，但不必深入到源代碼的層次。考慮到Windows是當(dāng)今微型計(jì)算機(jī)的主流操作系統(tǒng)，使學(xué)生了解Windows的組織和運(yùn)行的基本原理是十分必要的。因而，本課程的教學(xué)任務(wù)是在講述操作系統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹Windows的運(yùn)行機(jī)制和內(nèi)核技術(shù)，為學(xué)生今后開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)4《Windows操作系統(tǒng)原理》尤晉元等機(jī)械

3、工業(yè)出版社《Windows內(nèi)核實(shí)驗(yàn)教程》陳向群等機(jī)械工業(yè)出版社操作系統(tǒng)——內(nèi)核與設(shè)計(jì)原理WilliamStallings，(OperatingSystem:InternalsandDesignPrinciples)中文版：電子工業(yè)出版社英文版：清華大學(xué)出版社現(xiàn)代操作系統(tǒng)AndrewS.Tanenbaum,(ModernOperatingSystem)中文版:機(jī)械工業(yè)出版社操作系統(tǒng)：設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)AndrewS.Tanenbaum(OperatingSystem:DesignandImplementat

4、ion)中文版：電子工業(yè)出版社英文版：清華大學(xué)出版社教材與參考書(shū)5第一章操作系統(tǒng)概述第二章Windows操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)第三章處理機(jī)管理第四章存儲(chǔ)管理第五章文件管理第六章設(shè)備管理第七章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理課程主要內(nèi)容介紹61.線(xiàn)程同步2.磁盤(pán)I/O3.網(wǎng)絡(luò)通信4.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)安排考核方式實(shí)驗(yàn)（60%）+學(xué)期論文/大作業(yè)（40%）7第一章操作系統(tǒng)概述一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述二、操作系統(tǒng)的基本概念三、操作系統(tǒng)的主要功能四、操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史五、Windows操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程8一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)系

5、統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)硬件是根據(jù)電、磁、光、機(jī)械等原理構(gòu)成的各種物理設(shè)備的有機(jī)組合，是系統(tǒng)賴(lài)以工作的實(shí)體。軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中程序和有關(guān)文件的集合。程序是計(jì)算任務(wù)的處理對(duì)象和處理規(guī)則的描述；文件是開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)程序所需的資料數(shù)據(jù)。9計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)軟件：居于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最靠近硬件的一層，其他軟件一般都通過(guò)系統(tǒng)軟件發(fā)揮作用，與具體的應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)關(guān)。操作系統(tǒng)是最重要的系統(tǒng)軟件。支撐軟件：支援其他軟件的編制和維護(hù)的軟件，主要包括環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)、各種接口軟件和工具軟件。應(yīng)用軟件：特定應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ｓ玫能浖?0二、操作系

6、統(tǒng)的基本概念1.操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，它是這樣一些程序模塊的集合：它們能有效地組織和管理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，控制程序的執(zhí)行并向用戶(hù)提供各種服務(wù)功能，使得用戶(hù)能夠靈活、方便、有效地使用計(jì)算機(jī)，使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效的運(yùn)行。11有效：系統(tǒng)效率（如CPU用的充足與否）資源利用率（如內(nèi)存，外部設(shè)備是否忙碌）合理：公平與否，如果不公平則會(huì)產(chǎn)生“死鎖”或“饑餓”方便：針對(duì)應(yīng)用程序程序員和用戶(hù)1.操作系統(tǒng)的定義122.操作系統(tǒng)的地位操作系統(tǒng)在硬件基礎(chǔ)上

7、的第一層軟件,是其它軟件和硬件的接口133.操作系統(tǒng)的特征①并發(fā)性：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中同時(shí)存在多個(gè)程序，從宏觀上看這些程序是同時(shí)在執(zhí)行的。從微觀上講，在單CPU環(huán)境下，任何時(shí)刻只有一個(gè)程序在執(zhí)行，這些并行執(zhí)行的程序在CPU上輪流執(zhí)行。14②共享性操作系統(tǒng)與多個(gè)用戶(hù)的程序共同使用計(jì)算機(jī)上的資源3.操作系統(tǒng)的特征③隨機(jī)性操作系統(tǒng)必須隨時(shí)對(duì)以不可預(yù)測(cè)的次序發(fā)生的事件進(jìn)行響應(yīng)考慮周密、設(shè)計(jì)適當(dāng)15系統(tǒng)命令（命令行、菜單式、命令腳本式、圖形用戶(hù)接口GUI）；系統(tǒng)調(diào)用（形式上類(lèi)似于過(guò)程調(diào)用，在應(yīng)用編程中使用）。①

8、OS是用戶(hù)使用系統(tǒng)硬件、軟件的接口4.操作系統(tǒng)的作用在裸機(jī)上添加：設(shè)備管理、文件管理、存儲(chǔ)管理（針對(duì)內(nèi)存和外存）、處理機(jī)管理（針對(duì)CPU）；另外，為合理組織工作流程：作業(yè)管理、進(jìn)程管理。164.操作系統(tǒng)的作用②OS是計(jì)算機(jī)硬件、軟件資源的管理者管理對(duì)象包括：CPU、存儲(chǔ)器、外部設(shè)備、信息（數(shù)據(jù)和軟件）；管理的內(nèi)容：資源的當(dāng)前狀態(tài)（數(shù)量和使用情況）、資源的分配、回收和訪(fǎng)問(wèn)操作，相應(yīng)管理策略（包括用戶(hù)權(quán)限）。17三、操作系統(tǒng)的主要功能處理機(jī)管理存儲(chǔ)管理文件管理設(shè)備管理作業(yè)管理傳統(tǒng)的操作