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《操作系统》教案
1．操作系统绪论
2．操作系统用户界面
3．进程及处理机管理
4．存储管理
5．文件管理
6．设备管理
7．操作系统设计
8．操作系统实例（UNIX）

课次 第1次课 学时 2学时
教学章节 第一章 绪论
§1.1 操作系统概念 §1.2 操作系统历史
教学目的与要求 通过本节学习，要求学生理解并掌握操作系统的作用、定义，理解操作系统在整个计算机系统中的作用
教学重点、难点 重点：操作系统的概念、地位、作用
教学方式、方法 使用电子教案，采用启发式、讨论式、讲授式讲解
主体讲授内容
第一章绪论
问题的引出：（启发式、讨论式）你知道下列哪些是操作系统吗
DOS、极品飞车、LINUX 、WINDOWS、VISUAL C++、WORD、FOXPRO、UNIX、VI、DELPHI
（讨论、总结）目前常见的操作系统：
微软：Windows系列（以前MS-DOS）
UNIX：Solaris, AIX, HP UX, SVR4, BSD, ULTRIX
自由软件：Linux, freeBSD, Minix
IBM: AIX, zOS(OS/390), OS/2, OS/4000, PC DOS
其他：Mac OS, NetWare,……
（启发式）你用过的操作系统能做什么
各种命令：dir copy del format
启动、结束用户程序
系统调用：例如INT指令
WINDOWS、UNIX 等提供多任务或多用户环境
（问题讨论）你知道操作系统不能做什么
不做天气预报
不做房屋设计
不是编译程序
总之，操作系统不直接解决最终具体应用问题，也不负责编译源程序...
由此引出“什么是操作系统，操作系统的特征、功能是什么”等问题
1．1 操作系统绪论（讲授式）
一、操作系统的地位
计算机系统结构：如图1-1所示。
计算机系统由硬件和软件组成，操作系统在硬件基础上的第一层软件，是硬件与其它软件的接口。（OS的地位）
图1-1 计算机系统结构
软件的分类：
系统软件：实现资源的管理和控制程序的执行。与硬件共同构成其它软件的运行基础（要求：高效率）
支撑软件：与系统软件和硬件构成一个开发平台，可支持其它软件的开发和维护
应用软件：领域知识与计算机技术结合，按特定需要专门编写的程序，完成特定功能
二、操作系统的定义
操作系统是计算机系统中的一种系统软件，它是这样一些程序模块的集合——它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活、方便、有效的使用计算机；并使整个计算机系统高效率的运行。
尽量：折中权衡（中庸之道）
有效：系统效率（如CPU用的充足与否）
资源利用率（如内存，外部设备是否忙碌）
提高资源利用率
合理：公平性，如果不公平则会产生“死锁”或“饥饿”
方便：用户界面，使用手段上清晰简单
三、操作系统的目标
有效性（系统管理人员的观点）：管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计算机的工作流程
方便性（用户的观点）：提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系统的类型和数量差别
可扩充性（开放的观点）：硬件的类型和规模、操作系统本身的功能和管理策略、多个系统之间的资源共享和互操作
四、操作系统的作用
1．OS是计算机硬件、软件资源的管理者
管理对象包括：CPU、存储器、外部设备、信息（数据和软件）；
管理的内容：资源的当前状态（数量和使用情况）、资源的分配、回收和访问操作，相应管理策略（包括用户权限）。
2.OS是用户使用系统硬件、软件的接口
系统命令（命令行、菜单式、命令脚本式、图形用户接口GUI）；
系统调用（形式上类似于过程调用，在应用编程中使用）。
3.OS是扩展机(extended machine)/虚拟机(virtual machine)
在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理（针对内存和外存）、处理机管理（针对CPU）；
另外，合理组织工作流程：作业管理、进程管理。
总之，操作系统为你完成所有 “硬件相关、应用无关”的工作，以给你
方便、效率、安全
硬件相关：
涉及物理地址、设备接口寄存器、设备接口缓冲区
代码量大，需硬件知识
需随硬件的变化而变化
应用无关：
提供所有应用、用户共需的东西
与应用无直接关系
1.2操作系统的历史（自学了解，详见电子教案）
1.2.1 推动操作系统发展的主要动力（理解、掌握）
“需求推动发展”
（1）提高资源的利用率和系统性能：计算机发展的初期，计算机系统昂贵，用作集中计算
(2) 方便用户
(3) 器件的发展：CPU的位宽度（指令和数据）、快速外存
1.2.2 手工操作
1.2.3 单道批处理系统(simple batch processing)
1.2.4 多道批处理系统(multiprogramming system)
1.2.5 分时系统(time-sharing system)
1.2.6 实时系统(real-time system)
……