《操作系统基础》PPT课件.pptVIP

第三章,操作系统基础及Windows XP操作系统使用,3.1.1 操作系统的概念,计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成，计算机硬件是计算机的物质基础，主要有中央处理器（CPU 、运算器和控制器）、存储器、输入设备和输出设备等部件组成，是看得见、摸得着的东西。 计算机软件是计算机的灵魂，主要包括系统软件和运用软件。系统软件主要包括操作系统、多种语言处理程序（汇编和编译程序等）等，应用软件是为多中应用目的而编制的程序.,操作系统的概念,计算机的硬件和软件以及应用之间是一种层次结构关系，操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合，它们管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理的组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大，使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的用户。,3.1.2 操作系统的功能,操作系统的职能是管理和控制计算机系统的所有软、硬件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好接口，软件和信息资源往往以文件的形式存储在外存储器中，下面我们从资源管理用户接口的观点来说明操作系统的基本功能。,1,3,2,5,4,中央处理器是计算机系统中最重要的硬件资源，任何 程序只有占有了CPU才能运行，其处理信息的速度比存 储器的存储速度和外部设备的工作速度快得多，只有协 助好它们之间的关系才能充分发挥CPU的作用，操作系 统可以使CPU按预先规定的优先顺序和管理原则，轮流 为外部设备和用户服务，或在同一时间内并行地处理多 项任务，已达到资源共享，从而使计算机系统的工作效 率得到最大的发挥。处理机管理主要有以下工作 （1）制定调度策略（调度原则） （2）给出调度算法 （3）在调度时机到来时，进行处理机反派 （4）处理中断事件,处理机管理,3.1.2 操作系统的功能,2,存储管理 存储管理的主要任务是管理存储器资源， 为多道程序运行提供有力的支撑。 存储管理的主要功能包括： 存储分配、 存储共享、 存储保护、 存储扩充,3,1,5,4,2,1,5,4,3,设备管理 设备管理的主要任务是管理各类外围设备，完成用 户提出的I/O请求，加快I/O信息的传送速度，发挥 I/O设备的并行性，提高I/O设备的利用率，以及提供 每种设备的设备驱动程序和中断处理程序，向用户 屏蔽硬件使用细节。 设备管理具有以下功能：提供外围设备的控制与 处理、提供缓冲区的管理、提供外围设备的分配、 提供共享型外围设备的驱动和实现虚拟设备。,3.1.2 操作系统的功能,2,1,5,3,4,文件系统管理（信息管理） 文件管理是对系统的信息资源进行管理。 信息管理（文件系统管理）则是对系统软件资源的管 理。我们把逻辑上具有完整意义的信息集合以一个名 字作为整体记录下来，保存在外部存储器（如磁盘、 磁带、光盘）中，一个名字作为文件名，也就是一个 文件，外存中存储了大量文件。 文件系统管理就是对这些文件进行管理，保证数据 的正确和系统的安全可 ， 靠，主要包括对信息组织，存取方法。文件共享、文 件安全，文件完整性和磁盘空间分配的管理。,3.1.2 操作系统的功能,2,1,4,3,5,用户接口 为了使用户能灵活、 方便地使用计算机和操作系统， 操作系统还提供了一组友好的用户接口 ，包括程序接口、命令接口和图形接口,3.1.2 操作系统的功能,3.1.3 操作系统的分类,早期，根据用户界面的使用环境和功能特征的不同，操作系统一般可分为三种基本类型: 1）批处理系统；2）分时操作系统； 3）实时操作系统。 随着计算机科学的发展，目前又出现了许多种操作系统，主要有嵌入式操作系统、个人操作系统、网络操作系统、分布式操作系统等。,1.批处理操作系统 批处理（Batch Processing）操作系统的工作方式是：用户将作业交给系统操作员，系统操作员将许多用户的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流，然后启动操作系统，系统自动、依次执行每个作业，最后由操作员将作业结果交给用户。,2.分时操作系统 分时（Time Sharing）操作系统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用，用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。,3.1.3 操作系统的分类,3.实时操作系统 实时操作系统（Real Time Operating System）是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。,3.1.3 操作系统的分类,4.个人计算机操作系统 根据在同一时间使用计算机用户的多少，操作系统又可以分为单用户操作系统和多用户操作系统：单用户操作系统是指一台计算机在同一时间只能有一个用户在使用，一个用户独自享用系统的全部硬件和软件资源，而如果在同一时间允许多个用户同时使用计算机，则称为多用户操作系统。 另外，如果用户在同一时间内可以运行多个应用程序（每个应用程序被称作一个任务），这样的操作系统称为多任务操作系统，如果用户在同一时间内只能运行一个应用程序，对应的操作系统称为单任务操作系统。,3.1.3 操作系统的分类,5.网络操作系统 网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机操作系统上按网络体系结构、协议和标准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用，其目标是相互通信及资源共享。,3.1.3 操作系统的分类,6.分布式操作系统 （Distributed operating System）。 是用于管理分布式系统资源的操作系统 大量的计算机通过网络联结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享，这种系统被称作分布式系统 特征是（1）功能的发布性（2）坚强性（3）高可靠性,3.1.3 操作系统的分类,3.1.4常用操作系统简介,为了对操作系统有一个全面的认识，下面简要介绍MS-DOS、Windows、UNIX、Linux等几种常见的操作系统,1,MS-DOS操作系统,DOS的全称是磁盘操作系统（Disk Operating System），是1981年由微软公司为IBM个人电脑开发的，即MS-DOS，它是一个单用户，单任务的操作系统。 在1985年到1995年间，DOS占据了操作系统的统治地位。,2,Windows简介,Windows是一个单用户、多任务的图形用户界面，可以在基于MS-DOS的计算机上运行，在多任 务图形用户环境下，Windows提供了一个基于下拉菜单、屏幕窗口和鼠标的界面，在该环境下运行的 应用程序必须进行专门的设计才能发挥这些特征的 优点，Windows操作系统是目前我国应用最广的操作系统，它的发展主要经历了八个时代,Windows操作系统经历时代,第一代Windows1.0，1985年推出，特点：功能不足，不完整 第二代Windows2.0，1987 年推出，特点：标志着Windows成功的开始 第三代Windows3.0/3.1，1990-1994年推出，特点：第一个在世界上获得成功的版本 第四代Windows95/98/Me，1995年-2000年，特点：统属Windows9X系列混合的16位/32位Windows系统 第五代Windows2000/XP， 2000年-2001年，特点：Windows的前身，WindowsNT、Windows中最好的版本 第六代Windows Vista，2007年推出，特点：包含上百种功能，安全性方面进行了大量的改良 第七代Windows7 2009年发布，特点：包括家庭及商业工作环境 第八代Windows 2011年6月推出，特点：手机、平板电脑等移动装置,Unix操作系统是美国AT&T公司1971年在PDP-11上运行的操作系统，具有多用户、多任务的特点，支持多种处理器架构，最早有Thompson和Ritchie和ouglas Mcllroy与1969年在AT&T的实验室开发，目前它的商标权由国际开发标准组织所拥有。Unix是一种分时计算机操作系统，1969在AT&Bell实验室诞生，从此以后及优越性不可阻挡地占领了网络，大部分重要网络环节都是Unix构造,unix操作系统,3,unix操作系统的特点,3,网络和系统管理,高安全性,通信,可连续性,Internet,数据安全性,系统管理器,Ignite/UX,可管理性,进程资源管理器,系统特点,Linux操作系统,4,Linux操作系统由各地成千上万的程序员共同设计和实现，用户不用支付任何费用就可以获取它和它的源代码，而且可以根据自己的需要进行必要的修改，无偿对它使用，无约束的继续传播 Linux以它的高效性和灵活性著称，它能够在PC计算机上实现全部的nix特征，具有多任务、多用户的能力，还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。 Linux是从Unix克隆的操作系统，源代码上兼容绝大部分的Unix标准，是一个支持多用户、多进程、多线程、实时性较好的且稳定的操作系统。,Linux操作系统的特点,5,完全免费,完全兼容POSIX1.0标准,多用户、多任务,良好的界面,丰富的网络功能,可靠的安全、稳定性能,支持多种平台,多进程、多线程、实时性较好,系统特点,3.1.5 indows XP操作系统,1.Windows XP简介 Windows XP的全称为视窗操作系统体验版，是微软公司发布的一款视窗操作系统。发行于2001年10月25日，原来名称Whistler。Windows XP是Windows 2000是Windows 9X之后另一个图形界面操作系统。 微软最初发行了两个版本 （1）家庭版消费对象是家庭用户 （2）专业版则在家庭版的基础上 添加了面向商业设计的网络 认证、双处理器特征,2.Windows XP的新特点,（1）更易于使用 （2）更加出色的应用程序与设备兼容性 （3）快速执行任务 （4）增强的网络功能 （5）增强的系统系统可靠性 （6）增强的帮助与支持服务,3.Windows XP的运行环境,Windows XP是在Windows2000操作系统的基础上开发的，具有更强大的功能，广泛支持软、硬件以及各种更新的技术。因此Windows XP对硬件有较高的要求，只有这样才能发挥出它的优越性。,4.Windows XP的启动与关闭,1.Windows XP的启动 Windows XP安装完毕后，将自动启动。第一次启动时，屏幕上会出现“欢迎”窗口，以后开关机不加任何干预便可直接进入Windows XP 2.退出Windows XP Windows XP为了有效的保护数据，提供了一种安全的关机模式，当完成工作后，单击开始-关闭计算机，在屏幕上出现关闭计算机对话框，单击关闭按钮，系统就进入关机过程,3.2Windows XP操作系统的文件管理,3.2.1文件和文件系统概述 （1）文件的概念 文件是具有标识符的一组相关信息的集合，是计算机中组织信息的基本单位。 （2）文件名 文件名是一个字符串，文件名是一个不大于8个字符的字符串,2.文件的属性,系统属性 隐含属性 档案属性,3、文件的分类,（1）按文件的性质和用途分 1.系统文件 2.库文件 3.用户文件 （2）按保护级别分类 1.不保护文件 2.读写文件 3.只读文件 （3）按文件中的数据形式分类 1.文本文件 2.可执行文件 3.目标文件,4.文件系统 （1）文件系统的概念 （2）文件系统的特点 5.文件系统的类型 （1）磁盘文件系统 （2）网络文件系统 （3）特殊文件系统,6.文件系统的功能 （1）用户可执行创建、修改、删除读写文件的命令 （2）用户能以合适的方式构造他自己的文件 （3）用户能在系统的控制下，共享其他用户的文件 （4）允许用户以符号访问文件 （5）系统应有转存和恢复文件的能力，以防止意外事故发生 （6）系统应提供可靠保护及保密措施 7.文件的组织结构 （1）文件的逻辑结构 （2）文件的物理结构,3.2.2文件目录结构,文件目录可分为 （1）单级目录 （2）二级目录 （3）多级目录,3.2.3 文件及文件夹的操作,（1）文件夹与文件的创建 （2）文件或文件夹的选定 （3）移动和复制文件或文件夹 （4）重命名文件或文件夹 （5）删除文件或文件夹 （6）删除或还原“回收站”中的文件或文件夹 （7）搜索文件或文件夹 （8）更改文件或文件夹,3.3 Windows XP操作系统的存储管理 3.3.1存储管理概述,1.存储管理的基本概念 存储管理是对内存资源，以及为用户合理使用存储资源提供支持，为系统的性能提供保障 2.存储管理的功能 （1）内存分配与回收 （2）地址交换 （3）内存扩充 （4）内存信息的共享与保护,3.3.2虚拟存储器的设置,1.虚拟存储器的基本概念 虚拟存储器是存储管理的核心概念 2. Windows XP虚拟存储器的设置 用右键点击桌面上的“我的电脑”图标，在出现的右键菜单中选择“属性”选项打开“系统属性”窗口。在窗口中点击“高级”选项卡，出现高级设置的对话框 点击“性能”区域的“设置”按钮，在出现的“性能选项”窗口中选择“高级”选项卡，打开其对话框。 在该对话框中可看到关于虚拟内存的区域，点击“更改”按钮进入“虚拟内存”的设置窗口。选择一个有较大空闲容量的分区，勾选“自定义大小”前的复选框，将具体数值填入“初始大小”、“最大值”栏中，而后依次点击“设置确定”,3.4 Windows XP操作系统的设备管理,3.4.1设备管理概述 1.设备管理的任务 （1）选择和分配输入输出设备以进行数据传输操作 （2）控制输入输出和CPU之间交换数据 （3）为用户提供友好的透明接口，把用户和设备硬件特征分开，使得用户在编制应用程序时不必及具体设备，系统会按用户的要求控制设备工作 （4）提高设备和设备之间、CPU和设备之间，以及进程之间的并行操作度，以使操作系统获得最佳效率,2.设备管理提供的功能 （1）提供与进程管理系统的接口 （2）进行设备分配 （3）实现设备和设备之间、CPU和设备之间的并行操作 （4）进行缓冲器管理 3.数据传输控制方式 （1）直接控制方式 （2）控制方式 （3）A（直接存储访问）方式 （4）方式,设备的类别,（1）按操作特征分类 （2）设备的从属关系分类 （3）按传输的信息组织分类 （4）按资源分配方式分类,3.4.2设备管理的操作,1.查看系统设备 2.硬件管理 3.硬件的配置文件 4.更新硬件驱动程序,3.5.1进程的概念,1.进程的概念 进程，是一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上执行过程和分配资源的单位。,2.进程与程序的区别 程序只是一组指令的有序集合，它本身没有任何运行的含义，它只是一个静态的实体。而进程则不同，它是程序在某个数据集上的执行。进程是一个动态的实体，它有自己的生命周期。它因创建而产生，因调度而运行，因等待