ppt 操作系统 ppt

2019/1/31,1,第 1 章 绪 论 主讲:闫新庆 201202,操作系统第1讲,2019/1/31,2,操作系统体系结构 现状与进展 2012-02,10,计算技术和设备的发展,年代,物理世界的 信息流,计算和存储,产品交互性,主 机,小型机,工作站,PC,笔记本,PDA,60,70,80,90,50,00,传感器网络节点,Internet,HTML,SOAP/WSDL/UDDI,Any time Any where Any device,跨互联网 松散耦合 协同工作 资源共享,互连 互通 互操作,2019/1/31,5,一、现代操作系统进展（1）,操作系统今非昔比 对象、应用、软硬件结构变了 操作系统走下神坛 从计算机智能信息终端 操作系统的庞大家族 家族的联姻与分化,2019/1/31,6,一、现代操作系统进展（2）,1. 操作系统今非昔比 对象在变（各行各业） 应用在变 核心与外围，多元、海量、高速、高性能 可配置，可拆卸，可剪裁，可替换 软件结构 重用，安装、配置 OS工具箱，服务组件，虚拟 硬件结构 单CPU，单核，多CPU，多核， 硬件OS，硬件线程 OS结构、功能、性能、组件、算法、机制、接口、界面、安全等都在变化！,2019/1/31,7,一、现代操作系统进展（3）,从计算机智能信息终端 从监控程序OS组件式OS 从OSOS工具箱OS平台 OS原有的理论、机制与技术已经广泛应用于数据库、信息系统、移动系统 从神秘抽象实际 人们对OS的理解逐渐深入，基于OS的编程和应用开发蓬勃开展。,2019/1/31,8,一、现代操作系统进展（4）,3. 操作系统的庞大家族 高端系统（大型机、阵列机） 专用系统（实时、分布） 桌面系统（个人通用OS） 智能终端系统（个人移动终端、手机） 嵌入系统（智能设备、仪器),2019/1/31,9,二、操作系统知识结构（1）,课程学习目标 原理（理论）与工作机制 抽象思维与逻辑推理能力 组成、功能与技术实现 技能与应用，编程开发能力,2019/1/31,10,二、操作系统知识结构（1）,1.学生学习应该理解和掌握的问题 操作系统结构中的共性问题和特性问题 操作系统理论与技术的关系 什么是OS中相对稳定的、核心的东西 什么是OS中可变的、特殊的东西 设计者、应用开发者和使用者各自的关注点 系统概念、技术实现与应用开发的关联,2019/1/31,11,二、操作系统知识结构（2）,2. 课程内容的重点关联 操作系统的结构（Layer & Structure） 操作系统的资源调度（分配、调度、转接） 操作系统的数据处理（M + D 映像） 操作系统的接口（模式、模型、驱动） 基于操作系统的应用编程（调用+编程） 操作系统的安全性（机制与漏洞）,2019/1/31,12,二、操作系统知识结构（3）,1）操作系统的结构 应用层：应用程序与服务组件 用户级：系统库（应用行为发生） 内核级：组件（系统行为发生） 调度、存储、I/O、服务、文件、其他 操作系统固件层 硬件抽象层：调用、驱动、BIOS 硬件层：CPU（单核与多核）、芯片组,2019/1/31,13,二、操作系统知识结构（4）,对操作系统结构变化的注意 OS软件结构对层次性的支持 OS组件的可配置、安装与拆卸 操作系统服务的概念（应用支持） 用户接口、程序执行、数据存储、I/O操作 通信机制、网络支持、错误检测与处理,2019/1/31,14,二、操作系统知识结构（5）,2）操作系统的资源调度 调度：OS的核心（讲课的重点） 支持调度的机理与机制 追踪进程的表格与数据结构 这些表格的访问机制 进程与线程的新概念 处理器、进程、线程间的相互关系和行为 软件线程与硬件线程的区别与关联 多线程、超线程技术,2019/1/31,15,二、操作系统知识结构（6）,3）操作系统的数据处理 OS中数据的存储、获取、源与目的地 OS在Memory中的映像 PCB、TCB、Driver、Vector OS在Disk中的映像 文件系统、文件、目录结构 局部访问 配置与拆卸,2019/1/31,16,二、操作系统知识结构（7）,4）操作系统的接口 现代OS面临的接口问题 用户二次开发关心的问题 现代I/O处理的不同方式 设备的虚拟性和实在性问题 Driver的地位和调用结构,2019/1/31,17,二、操作系统知识结构（8）,5）基于操作系统的应用编程 系统资源调用，应用编程调用 以程序方式利用OS提供的调用对系统内部和外部资源进行访问 调用方式与层次： OS服务、系统程序、虚拟化 Syscall、命令调用、API、类库模块（lib）、宏与Unit方式,2019/1/31,18,二、操作系统知识结构（9）,6）操作系统安全 操作系统安全与安全操作系统 攻击的首要突破口 系统安全服务（组件） 错误检测（Error detection） 审计（Accounting） 保护（Protection） 安全（Security）,2019/1/31,19,学习操作系统课程前的准备,Ø教材、辅助教材与课外参考阅读教材 教材与作者简介 计算机操作系统教程(第3版)；张尧学，史美林；清华大学出版社；2006.8 在国内较有影响的辅助教材与作者简介 汤子赢 西安电子科大 陈向群 北京大学 孟 静 中国人民大学 孙玉芳 中国科学院软件研究所 屠立德 清华大学 张昆苍 海洋大学 黄祥喜 中山大学 尤晋元 上海交大 李善平 浙江大学 何炎祥 武汉大学 课外参考教材简介 ,2019/1/31,20,计算机学科与专 业建设的考虑 2010-03,2019/1/31,21,中国计算机专业教育的发展,计算机科学与技术本科专业点数的变化 1973年，北京大学、哈工大、清华开办计算机专业 1983年，拥有计算机专业的大学63所 1986年，拥有计算机专业的大学88所 1993年，拥有计算机专业的大学137所 1994年，拥有计算机专业的大学187所,2019/1/31,22,中国计算机专业教育的发展,计算机本科专业点数的变化 2002年，全国有484个本科计算机专业 2003年，有505个本科计算机专业，增加4% (电子信息工程330，机械248自动化243，通信工程238) 2004年，有652个本科计算机专业，增加29% 2005年，有771个本科计算机专业，增加18% 许多是通过“专升本”增加的,2019/1/31,23,中国计算机专业教育的发展,2009年计算机科学与技术学生情况 本科：毕业90094，招生91908，在校生440318（675人/点） 2003年在校生27万(占理工生14.6%) 近几年新增加的专业点对这个招生量贡献很大 现象 学生专业自豪感下降 招生：不再是最高分学生的集中首选 就业：不再是“皇帝的女儿”虽然就业还是最好的之一,2019/1/31,24,现象与声音现象,Wirth：84年Turing奖得主 软硬件开发是一回事：原理、方法都相同 成功之路：第一是学好基本知识和理论，第二是要真正学懂它 部分大学里：在美国，教师轻松学生累，在中国，教师辛苦学生轻松； 目前的应用水平不是很高,2019/1/31,25,现象与声音来自企业的声音,毕业生三大主要缺点：独立解决问题的能力；责任心；基本的抽象分析问题的能力 头三位的专业技能：编程、数据结构、算法 应该具有扎实的理论基础，特别是理论结合实际的能力 数学基础、建模能力等将决定一个计算机专业人才的发展前景。这些能力应该在基础课中得到训练，在实践教学中得到升华,2019/1/31,26,现象与声音来自毕业生的声音,计算机核心技术没有明显突破，这与计算机人才的理论基础薄弱、特别是理论与实际相结合的能力不强有直接关系 学好操作系统、离散数学、数据结构、编译原理这四门计算机专业的主干课，对自己的可持续发展是至关重要的，可惜这样的体会在工作中才得出（算法、组成原理、DBS原理）,2019/1/31,27,现象与声音来自教育专家的声音,学生思想活跃、接受能力强、见识较广 企业和高校在“素质”教育内涵上有较大的差异：以学习能力为代表的发展潜力最被企业看中 企业要求人才能够学习他人的长处，但是 相当一部分学生“以我为中心、盲目自以为是”,2019/1/31,28,现象与声音来自教育专家的声音,“考研比例”作为办学效果的突出指标、学风问题使得应试教育正在侵蚀大学教育 要追求办学的特色，注重学科品牌 重视质量 踏踏实实、摒弃浮躁 如何提高教育质量？,2019/1/31,29,中国计算机专业教育的发展,教育部认定的计算机相关专业 计算机科学与技术 软件工程 计算机软件 网络工程 信息安全 电子商务 信息与计算科学（400余个专业点） 智能科学与技术 ,2019/1/31,30,计算机科学家,研发技术人员,信息化服务技术人员,计算机应用者,重叠区,我是搞 计算机的！,2019/1/31,31,美国劳工部统计局: 2004-2014增长（计算机类职业(353.7万人),计算机程序员(-)：（编写，测试和维护计算机程序）(45.5万人) 计算机科学家与数据库管理人员(+): (50.7万人) 网络系统与数据通信分析员：（设计,测试与评估企业的信息系统）(23.1万人) 数据库管理员：（组织与管理数据）(10.4万人) 计算机科学家：（理论研究，创造新技术、新工具）(2.2万人) 其它(14.9万人) 计算机软件工程师(+)： (80.0万人) 应用软件工程师：（分析用户需求；设计，构建与维护应用软件）(46.0万人) 系统软件工程师：（协调企业计算机系统的构建与维护，规划未来发展）(34.0万人) 计算机支持专业人员与系统管理员(79.6万人) 技术支持专业人员(+)：（为用户提供技术支持，接待咨询）(51.8万人) 网络与计算机系统管理员(+)：（设计，安装与维护企业的网络环境）(27.8万人) 计算机系统分析员(+)：（应用计算机技术满足企业的个性需要）(48.7万人) 计算机硬件工程师: (研究,设计,开发与测试计算机硬件,并负责其制造与安装) (7.7万人),2019/1/31,32,美国劳工部统计局: 2004-2014增长 （其它与计算机相关的职业109.7万人）,计算机与信息系统管理人员(+)（规划，协调与指导企业中与计算机相关的活动的研究与设计) (28.0万人) 管理职业类 计算机操作员(- -) (监控计算机硬件设备正常安全运行) (14.9万人) 办公支持类 信息输入与信息处理人员 (-) (数据输入与文字处理) (52.5万人) 办公支持类 数字设备控制与造作人员(-) (调整与控制数字控制设备) (14.3万人) 制造业类,2019/1/31,33,美国劳工部统计局: (20094-2014增长最多的职位),网络系统与数据通信分析员 第 2 位: 增加54.6%; 主要为学士 计算机软件工程师, 应用 第5位: 增加48.8%; 主要为学士 计算机软件工程师, 系统工程师 第8位: 增加43.0%, 主要为学士,网络与计算机系统管理员 第11位: 增加38.4%, 主要为学士 数据库管理员 第12位: 增加38.2%, 主要为学士 计算机系统分析员 第25位: 增加31.4%, 主要为学士,2019/1/31,34,计算机专业毕业生的去向,研究人员-discoverer 重在创新，包括科学和技术研究 工程技术人员-implementer 重在制造 信息系统技术人员-integrator 重在建立和管理（信息系统）,2019/1/31,35,学科建设与学生就业的关系,技术学科发展的根本动力是社会需求 就业状况是社会需求的一种度量 学科发展的内涵应该反