三级pc第四章知识要点.doc

第四章一、操作系统概述1.操作系统的功能从计算机硬件和软件资源管理的角度来看，操作系统的主要功能包括下列5个方面。:(1)处理器管理(2)存储管理(3)文件管理(4)设备管理(5)作业管理2.操作系统的类型从操作系统的功能来看，操作系统可以分为多种类型:单用户单任务操作系统、批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统和并行操作系统等。3.PC机操作系统PC机在其20年的发展过程中，所采用的操作系统有MS DOS、OS/2、Windows、UNIX和Linux等，但大多数PC机使用由微软公司开发的MS DOS和Windows操作系统。4.Windows98的结构和组成Windows操作系统的性能有了多方面的改进和提高。首先，它全面集成了Internet技术标准(包括HTML、Java、ActiveX、Java Script、Visual Basic Scripting、动态HTML、Java编译器，以及主要的安全标准)，以Internet技术统一并简化了桌面，使因特网成为用户界面浑然一体的组成部分，用户能更快捷地查找、浏览PC机及网上的信息。其次，它的速度更快，稳定性更好。如开机关机、上网、启动应用程序的速度都明显加快，它利用更有效的硬盘数据存储技术(FAT32)为用户提供了平均多出28%的硬盘空间，它通过提供全新的自我维护和更新功能，可以免去用户的许多系统管理工作。第三，Windows98支持新一代硬件和软件标准，如通用串行总线(USB)、DVD、AGP图形卡、IEEE1394以及DirectX5.0等，使Windows98的功能大为增强。二、Windows的处理器管理Windows98虽然只支持单处理器结构的PC机，但它是一个抢占式多任务操作系统，它通过提供虚拟机(Virtual Machine，简称VM)、进程和线程等机制能很好地支持多道程序在PC机中的进行。1.386处理器与保护模式386处理器有3种工作模式，即实地址模式(简称“实模式”)、保护虚地址模式(简称“保护模式”)和虚拟8086模式(简称“V86模式”)。这3种工作模式与存储器地址的计算有密切关系。Windows98操作系统充分利用386处理器的上述3种工作模式，来运行各种不同类型的应用程序。Windows98实际上是由两套操作系统合而为一的。第一个是实模式的DOS操作系统，它首先启动并导入后者;第二个就是保护模式操作系统(Windows本身)，它使实模式DOS转入“睡眠状态”。2.多任务处理与Windows虚拟机(1)多任务处理简单地讲，任务(Task)是指装入内存并启动执行的一个程序，多任务处理(Multitasking)就是指多个任务在计算机中同时运行，每个任务都可以使用包括CPU在内的几乎全部软硬件资源。(2)Windows虚拟机Windows98是怎样实现多任务处理的呢?它通过将计算机系统分成几个虚拟机来实现多任务。所谓虚拟机指的是由操作系统控制计算机系统的时间和内存，并把这些资源分开，把整个系统看成多台计算机而不是一台计算机，其中的每一台都被认为是虚拟机(VM)。各虚拟机之间根本不知道还有其他的虚拟机存在，每一个虚拟机都认为有自己的CPU、内存、视频卡、软盘、硬盘、键盘等。负责将一台PC机分成多个虚拟机的是虚拟机管理器(VMM32)。3.进程、线程与处理器调度(1)进程Windows98是一个支持多任务处理的操作系统，任务指的就是程序，这是从用户角度来说的。从CPU和系统资源分配和调度的角度来说，任务也称为进程(Process)。(2)线程线程也称为“轻量级进程”(Lightweight Process)，它表示进程中的一个控制点和一条执行途径，任何进程都可以创建多个并发执行的线程。由于同一进程内各线程都可访问整个进程的所有资源，因此它们之间的通信比进程的相互通信要方便，而同一进程内的线程间切换也会由于许多上下文的相同而得到简化。(3)处理器调度Windows98系统中的Win32应用程序是使用抢占式多任务机制来运行的，调度程序从一个应用程序中取得控制权，再将它交给另一个应用程序。调度程序负责系统内应用程序的时间分配，防止任何一个应用程序抢占所有系统资源而不允许其他任务执行。在抢占式多任务处理中，调度程序严格地控制着下一个要运行的是哪个进程以及运行的时间。在任何时间里，调度程序都能从当前进程中撤走CPU并把它交给另一个进程。Windows98中包含了两种调度程序:主调度程序和时间片调度程序。它们共同协调，控制着多个进程(线程)的运行。(4)消息队列Windows使用事件驱动的编程方式，它根据接收到的系统组件发送的消息(message)来执行任务。每个消息都在系统中发生的一个动作(即事件)的基础上产生。消息可以由设备驱动程序发出(这表示发生了某个外部事件，如键盘或鼠标的操作)，也可以由另外一个Windows应用程序或系统发出。三、Windows的存储管理1.内存管理的基本方法多任务处理系统中，存储管理的主要任务包括:内存分配和回收、地址变换、内存扩充、内存共享和保护等功能。(1)分区式存储管理(2)段页式存储管理2.虚拟存储器(1)虚拟存储技术虚拟存储技术的基本思想是:在程序装入时，不必将其全部读入到内存，而只需将当前需要执行的一部分页读入内存，就可让程序开始执行。在程序执行过程中，如果需执行的指令或访问的数据在内存，就可让程序开始执行。在程序执行过程中，如果需执行的指令或访问的数据尚未在内存(称为缺页)，则由处理器通知操作系统将相应的页调入到内存，然后继续执行程序。另一方面，操作系统也将内存中暂时不使用的页调出，保存在外存上，从而腾出空间存放将要装入的程序以及将要调入的页。页的调入和调出完全是由操作系统自动完成的，从编程的角度来看，该系统具有的内存容量，将比实际的内存容量大得多，所以称之为虚拟存储器。(2)虚拟存储器的实现在Windows98中，虚拟存储器是由计算机中的物理内存(插在主板上的RAM)和硬盘上的交换文件“制造”出来的，系统通过在物理内存和交换文件之间来回地交换程序和数据页来管理总的可用内存。(3)Windows虚拟存储器的设置与维护3.Windows地址空间的结构在保护模式下，Windows程序的逻辑地址空间为4GB。为了进行有效地使用和管理，操作系统对它们的区域划分作了统一的规定。(1)Win32程序的地址空间NULL指针分配的地址空间私有地址空间共享地址空间系统地址空间(2)Win16程序的地址空间(3)MS DOS应用程序的地址空间4.在应用程序中使用虚拟存储器Windows98为应用程序开发提供了3种使用和管理虚拟存储器的方法，Win32API也提供了相应的3组内存管理函数，以适应不同的使用情况。(1)以页为单位的虚拟内存使用方式(2)内存映射文件(3)堆四、Windows的文件管理1.基本概念文件是一组相关数据的集合，它存储在软盘、硬盘、光盘等外存储器上。为了理解文件系统的工作原理，必须先熟悉文件的一些基本概念。(1)文件文件名文件的说明信息(2)文件目录(文件夹)(3)文件的安全性2.磁盘文件系统的基本原理文件系统的主要职责是在存储介质上为创建文件而分配空间，为删除文件而回收空间，并对空闲空间进行管理。磁盘是PC机目前最常用的外存储器，它的随机存取特性非常适合文件系统的实现。(1)磁盘空间的结构(2)磁盘空间的分配与管理(3)簇和文件分配表(4)文件目录表3.Windows98支持的文件系统在一台PC机中，配置了多种类型的外存储设备，例如软盘、硬盘、CD-ROM、DVD-ROM等，由于物理特性的差异，它们的文件命名规则、目录结构、空间划分与分配等都不完全相同，因而采用了不同的文件规范和文件系统。Windows98所支持的文件系统主要有下列几种。(1)FAT12和FAT16文件系统(2)FAT32文件系统(3)CDFS与UDF文件系统4.Windows98对长文件名的支持Windows98支持FAT32、FAT16文件系统，但其代码均已改为32位，使它们均支持长文件名。5.Windows98文件管理系统的组成Windows98中的文件管理系统可以分为若干个相对独立的部分并形成层次型结构，以便实现对不同文件系统的支持。它被称为“可安装的文件系统”(Installable File System，缩写为IFS)，具有开放的体系结构，不但自身已经支持了几种不同类型的文件系统，也允许用户安装其他类型的文件系统。(1)可安装的文件系统管理器(2)文件系统层(3)I/O子系统五、Windows98的设备管理Windows98的设备管理程序负责组织和管理系统中的各种输入/输出设备，有效地处理用户(程序)对这些设备的使用请求，完成实际的输入/输出操作，所以设备管理程序也称为I/O控制或I/O系统。1.设备管理概述(1)设备管理的任务(2)设备管理的基本方法(3)Windows98设备管理程序的结构2.Windows98的设备驱动程序(1)设备驱动程序的类型(2)虚拟设备驱动程序(3)WDM驱动程序3.即插即用(1)PnP技术(2)PnP的实现(3)设备管理器4.电源管理(1)ACPI电源管理标准(2)Windows98的电源管理5.Windows98的打印子系统Windows98的打印子系统是一个支持多线程功能，具有抢占式假脱机体系结构的32位系统。它由一组32位虚拟设备驱动程序组成，能实现平稳的后台打印，即仅当打印机准备接收数据时才将数据传给它，使数据流的连续性得到保证;能快速返回应用程序，使系统的效率提高;用户可以设置每台打印机的属性，增加了打印系统的灵活性。(1)打印子系统的体系结构(2)打印机的安装与设置(3)打印作业的管理六、Windows98的网络通信功能1.Windows98的网络体系结构Windows98采用了微软提出的Windows开放式系统体系结构(Windows Open System Architecture，简称WOSA)。它以层次的体系结构提供网络服务，各种Windows应用程序通过Win32API来使用网络资源。(1)应用程序接口(2)网络提供者接口与多网络支持(3)IFSM和网络重定向器(4)传输驱动程序接口(5)传输协议(6)设备驱动程序接口2.使用Windows98组建局域网(1)作为Microsoft网络的客户机(2)作为Netware网络的客户机(3)局域网的网络配置3.Windows98的通信子系统与远程网为了实现本地的PC机与远程的网络(或PC机)进行连网，Windows98提供了性能优良的远程通信功能Windows98的通信体系结构有如下优点:实现可靠的高速通信，数据吞吐量高;能支持对时间要求严格的协议，并可实时控制串行设备;与基础电话网络无关，开发的电话应用程序可以在各种电话网络(模拟电话、专有的数字PBX、ISDN及移动电话)上运行。(1)Windows98通信子系统的体系结构(2)Windows98的通信组件(3)拨号网络与拨号网络服务器(4)虚拟专用网络与PPTP4.Windows98与Internet(1)Windows98的Internet组件实现与Internet的连接，通常的两种情况。一种是将一个局域网连入Internet，方法是租用一条数字专线，并使用路由器(Router)通过ISP与Internet实现连接。另一种是将单台计算机与Internet连接，这时一般是通过电话线(或其他通信线路)与一个ISP的主机连接。(2)IE浏览器(3)OutLook Express七、Windows的多媒体服务1.Windows98的多媒体API(1)Windows98多媒体应用的体系结构(2)图形设备接口GDI(3)媒体控制接口MCI(4)OpenGL(5)Video for Windows(6)Direct X2.Windows98支持的多媒体数据文件Windows98能支持目前使用的许多多媒体数据文件格式，其中最重要的音频、视频文件格式如WAV、MIDI、AVI、MPG、MOV等。(1)图像文件(2)图形文件(3)音频文件(4)视频文件3.Windows98的多媒体组件Windows98集成了许多多媒体组件(应用程序)，它们有些是在Windows98的默认安装过程中安装的，有些必须由用户进行补充安装。Windows98多媒体组件的安装与删除均可以通过“添加/删除程序”对话框进行。(1)CD播放器(2)录音机(3)Windows媒体播放器(4)NetMeeting(5)NetShow4.Windows98的多媒体设备Windows98支持的多媒体设备类型主要有:音频设备、MIDI设备、视频设备、CD音乐设备及DVD设备等若干类。八、Windows98的管理与维护Windows98提供的虽然是一种个人操作环境，但其功能强大，结构复杂，用户经常需要对系统进行配置、优化、管理和维护。1.Windows98的安装与启动(1)Windows98的安装用户可以根据PC机的状况，从下面3种不同的安装方式中进行选择。升级安装DOS安装新安装(2)Windows98启动时的引导过程当计算机接通电源后，Windows98的引导过程分如下四个步骤进行。第一步，执行BIOS(基本输入/输出系统)程序。第二步，装入实模式的设备驱动程序。第三步，装入并初始化静态VxD.第三步，装入操作系统。(3)Windows98启动时的控制通常情况下，在Windows98启动开始时(在系统自检后)立即按F8键或Ctrl键，系统将显示一个启动菜单，它包括6个选项，让用户选择启动方式。2.Windows98的系统注册表(1)注册表的作用Windows98安装时会建立一张注册表(Registry)，此后在每次启动Windows98时，系统都会检测和更新注册表的内容。Window