王雷教授详解：北航大操作系统课程，涵盖历史、层次与关键技术

北京航空航天大学的计算机科学与工程系提供了一套详细的操作系统课程讲义，由教师王雷主讲。该课程内容涵盖了操作系统的基础理论和历史发展，旨在让学生深入了解这一核心领域的知识。 首先，课程从第一章"操作系统引论"开始，介绍了什么是操作系统。操作系统被定义为计算机系统中的一层关键软件，它作为一个用户与硬件的接口，使得复杂的硬件操作对用户来说更加直观易用。它同时扮演着资源管理者和工作流程组织者的角色，通过提供抽象的层次结构，如虚拟机概念，来控制硬件资源并优化系统性能，包括响应时间和吞吐量。 课程深入剖析了操作系统层次结构，从应用软件到硬件，依次包括应用语言级虚拟机、高级语言级虚拟机、汇编语言级虚拟机、操作系统级虚拟机以及软硬件交界面。这些层次展示了操作系统如何逐步将复杂的硬件指令转化为用户可理解的形式，并在硬件、固件和电子线路之间实现操作系统的功能。 在历史部分，课程回顾了操作系统的发展历程，从早期的电子管时代到现代的PC机和微机操作系统，再到分布式与嵌入式系统，展现了技术的进步如何推动操作系统演进。特别提到了批处理技术，包括脱机输入输出技术和批处理处理方式，以及为解决CPU与外设之间速度不匹配问题而引入的多道程序设计技术，如分时系统。 此外，课程还讲解了批处理技术的具体实践，如如何通过批处理系统高效处理大量作业，同时阐述了多道程序设计技术如何通过并发执行多个任务来提高系统效率。 参考书目中推荐了两本权威教材，"Operating Systems Internals and Design Principles"和"Operating Systems: Design and Implementation"，这些都是学习操作系统设计和实现的重要参考资料。 这门课程为学生提供了一个全面而深入的学习操作系统的机会，无论是理论知识还是历史背景，都旨在培养学生的系统思考能力和实际操作能力，为他们今后在IT领域发展打下坚实基础。