MULTICS灾难：Linux与Unix操作系统概述及其发展

本篇课件主要介绍的是第一讲——操作系统概述，围绕MULTICS的灾难展开讨论，着重于Linux和Unix系统的历史背景。MULTICS项目旨在为波士顿地区的多个用户创建一个公用计算服务系统，强调了其便利的终端使用和高可靠性的文件系统设计目标。课程内容涉及操作系统的基本概念，如什么是操作系统，它的主要功能，以及如何支持硬件和软件功能的划分。 1. **操作系统概述** - 定义：操作系统是管理计算机硬件与软件资源，提供用户与计算机交互接口的一组系统软件。 - 功能：管理进程、内存、设备、文件系统、中断处理等，以及提供用户界面和应用程序支持。 2. **MULTICS的设计目标** - 提供远程终端访问：通过电话线路连接用户终端到主机。 - 大型文件系统：支持大规模用户信息共享和复杂的数据结构管理。 3. **硬件与软件设计决策** - 硬件与软件划分：理解内核（核心模块）与库的区别，内核负责底层功能，如中断处理和内存管理，而库则包含更高级的功能。 4. **UNIX的缺点与改进** - UNIX的不足之处可能涉及到性能、安全性和可扩展性等方面，重新设计时应考虑优化这些方面。 5. **系统调用与中断响应** - 描述操作系统如何处理中断，如处理缺页中断，分配内存并加载程序。 6. **虚拟内存与工作集模型** - TLB（Translation Lookaside Buffer）的作用是快速查找页面地址，工作集模型帮助管理内存访问效率。 7. **目录结构设计** - 考虑目录检索速度，设计高效的多级目录结构，如采用B树或哈希结构。 8. **程序执行流程** - 详细解释了从用户请求执行hello程序，到屏幕上显示"Hello World"的完整过程，展示了操作系统在底层的职责。 9. **操作系统发展历程与分类** - 回顾操作系统的发展历史，区分不同类型的系统，如批处理、分时、实时和网络操作系统。 本讲深入浅出地介绍了操作系统的核心概念，以及在MULTICS项目中的应用，帮助学习者理解操作系统如何在硬件和软件之间提供桥梁，管理和调度计算机资源。同时，通过实例演示，展示了操作系统在现代计算机系统中的关键作用。